TWI754617B - 發光元件 - Google Patents
發光元件 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI754617B TWI754617B TW105130229A TW105130229A TWI754617B TW I754617 B TWI754617 B TW I754617B TW 105130229 A TW105130229 A TW 105130229A TW 105130229 A TW105130229 A TW 105130229A TW I754617 B TWI754617 B TW I754617B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- layer
- light
- oxide
- insulating layer
- refractive index
- Prior art date
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 45
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 283
- 239000000463 material Substances 0.000 description 45
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 16
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 16
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dizinc;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].[Zn+2].[Zn+2] JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N stibanylidynetin;hydrate Chemical compound O.[Sn].[Sb] SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 14
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 13
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 13
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 11
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 10
- HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N gallium phosphide Chemical compound [Ga]#P HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- ATFCOADKYSRZES-UHFFFAOYSA-N indium;oxotungsten Chemical compound [In].[W]=O ATFCOADKYSRZES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 10
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- BEQNOZDXPONEMR-UHFFFAOYSA-N cadmium;oxotin Chemical compound [Cd].[Sn]=O BEQNOZDXPONEMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 8
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- NQBRDZOHGALQCB-UHFFFAOYSA-N oxoindium Chemical compound [O].[In] NQBRDZOHGALQCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- KYKLWYKWCAYAJY-UHFFFAOYSA-N oxotin;zinc Chemical compound [Zn].[Sn]=O KYKLWYKWCAYAJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 7
- -1 Arsenic Aluminum Chemical compound 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- FTWRSWRBSVXQPI-UHFFFAOYSA-N alumanylidynearsane;gallanylidynearsane Chemical compound [As]#[Al].[As]#[Ga] FTWRSWRBSVXQPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 6
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 6
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 6
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N (fluoren-9-ylideneamino) n-naphthalen-1-ylcarbamate Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=NOC(=O)NC1=CC=CC2=CC=CC=C12 PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 4
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 4
- 239000011153 ceramic matrix composite Substances 0.000 description 4
- UPGUYPUREGXCCQ-UHFFFAOYSA-N cerium(3+) indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[In+3].[Ce+3] UPGUYPUREGXCCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- BDVZHDCXCXJPSO-UHFFFAOYSA-N indium(3+) oxygen(2-) titanium(4+) Chemical compound [O-2].[Ti+4].[In+3] BDVZHDCXCXJPSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 3
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DTRYYPKLEYYJTH-UHFFFAOYSA-N I.OP(O)(O)=O Chemical compound I.OP(O)(O)=O DTRYYPKLEYYJTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010936 LiGaO2 Inorganic materials 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- YQNQTEBHHUSESQ-UHFFFAOYSA-N lithium aluminate Chemical compound [Li+].[O-][Al]=O YQNQTEBHHUSESQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MNKMDLVKGZBOEW-UHFFFAOYSA-M lithium;3,4,5-trihydroxybenzoate Chemical compound [Li+].OC1=CC(C([O-])=O)=CC(O)=C1O MNKMDLVKGZBOEW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N aluminum gallium Chemical compound [Al].[Ga] RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJMNNXLGOUYVHO-UHFFFAOYSA-N aluminum zinc Chemical compound [Al].[Zn] FJMNNXLGOUYVHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JYMITAMFTJDTAE-UHFFFAOYSA-N aluminum zinc oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Al+3].[Zn+2] JYMITAMFTJDTAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XXLJGBGJDROPKW-UHFFFAOYSA-N antimony;oxotin Chemical compound [Sb].[Sn]=O XXLJGBGJDROPKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N indium tin Chemical compound [In].[Sn] RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRPQBOKWXNIQMF-UHFFFAOYSA-N indium(3+) oxygen(2-) tin(4+) Chemical compound [Sn+4].[O-2].[In+3] GRPQBOKWXNIQMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/10—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本發明提供一種發光元件，此發光元件包含一具有主動層的發光疊層、
一具有第一折射率的第一絕緣層、一具有第二折射率的第二絕緣層、一反射層、一半導體層以及一透明導電結構。第一絕緣層位於發光疊層上，第二絕緣層位於第一絕緣層上，反射層位於第二絕緣層上，半導體層位於發光疊層與第一絕緣層之間，並且直接接觸第一絕緣層，透明導電結構位於發光疊層及反射層之間。此外，第二絕緣層的第二折射率大於第一絕緣層的第一折射率，且第二折射率介於1.4到1.8之間。
Description
本發明關於一種發光元件，特別是關於一種具有高反射率之發光元件。
光電元件，例如發光二極體(Light-emitting Diode；LED)，目前已經廣泛地使用在光學顯示裝置、交通號誌、資料儲存裝置、通訊裝置、照明裝置與醫療器材上。此外，上述之LED可與其他元件組合連接以形成一發光裝置。第1圖為習知之發光裝置結構示意圖，如第1圖所示，一發光裝置1包含一具有一電路14之次載體12；一焊料16位於上述次載體12上，藉由此焊料16將LED 11固定於次載體12上並使LED 11與次載體12上之電路14形成電連接；以及一電性連接結構18，以電性連接LED 11之電極15與次載體12上之電路14；其中，上述之次載體12可以是導線架或大尺寸鑲嵌基底。
一發光元件，包含一發光疊層、一第一絕緣層、一第二絕緣層、一反射層、一半導體層以及一透明導電結構。發光疊層包含一主動層，第一絕緣層具有一第一折射率，第二絕緣層具有一第二折射率。第一絕緣層位於發光疊層上，第二絕緣層位於第一絕緣層上，半導體層位於發光疊層與第一絕緣層
之間且直接接觸第一絕緣層，反射層位於第二絕緣層上，透明導電結構位於發光疊層及反射層之間，第二折射率大於第一折射率，且第二折射率介於1.4到1.8之間。
1:發光裝置
11:LED
12:次載體
13、20:基板
14:電路
15:電極
16:焊料
18:電性連接結構
2、40、100:發光元件
21:導電黏結層
22:反射結構
220:歐姆接觸層
222:阻障層
224:反射黏結層
226:反射層
23:透明導電結構
230:第一導電氧化層
231:第一接觸上表面
232:第二導電氧化層
24:非氧化物絕緣層
241:第二接觸上表面
242:孔隙
25:發光疊層
251:第一半導體層
252:主動層
253:第二半導體層
254:出光上表面
26:電接觸層
27:第一電極
271:電流注入部
272:延伸部
273:突出部
2721:第一支線
2722:第二支線
28:第二電極
29:窗戶層
3:絕緣結構
31:第一絕緣層
32:第二絕緣層
4:燈泡
41:燈罩
42:透鏡
43:載體
44:照明模組
45:燈座
46:散熱槽
47:連結部
48:電連結器
第1圖繪示習知之發光裝置結構示意圖；第2A圖繪示本申請案一實施例之發光元件之上視圖；第2B圖繪示第2A圖沿剖面線AA’之剖面圖；第3圖繪示第一接觸上表面表面積相對於第一接觸上表面和第二接觸上表面之表面積總和之百分比對功率之示意圖；第4A圖繪示本申請案一實施例之發光元件之上視圖；第4B圖繪示第4A圖沿剖面線AA’之剖面圖；第5圖繪示本申請案一實施例之燈泡分解示意圖。
本發明之實施例會被詳細地描述，並且繪製於圖式中，相同或類似的部分會以相同的號碼在各圖式以及說明出現。
第一實施例
第2A圖為本申請案一實施例之發光元件上視圖，第2B圖繪示第2A圖沿剖面線AA’之剖面圖。如第2B圖所示，一發光元件2具有一基板20；一導電黏結層21，位於基板20之上；一反射結構22，位於導電黏結層21之上；一透明導電結構23，位於反射結構22之上；一窗戶層29，位於透明導電結構23之上；一非氧化物絕緣層24，位於透明導電結構23與窗戶層29之間；一發光疊層25，
位於窗戶層29之上；一電接觸層26，位於發光疊層25之上，一第一電極27，位於發光疊層25與電接觸層26之上；以及一第二電極28，位於基板20之下。發光疊層25具有一第一半導體層251，位於窗戶層29與第一電極27之間；一主動層252，位於第一半導體層251與第一電極27之間；以及一第二半導體層253，位於主動層252與第一電極27之間。
第一電極27及/或第二電極28用以接受外部電壓，可由透明導電材料或金屬材料所構成。透明導電材料包含但不限於氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鎵鋅(GZO)、氧化銦鎢(IWO)、氧化鋅(ZnO)、砷化鋁鎵(AlGaAs)、氮化鎵(GaN)、磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)、磷砷化鎵(GaAsP)、氧化銦鋅(IZO)或類鑽碳薄膜(DLC)。金屬材料包含但不限於鋁(Al)、鉻(Cr)、銅(Cu)、錫(Sn)、金(Au)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、銻(Sb)、鈷(Co)或上述材料之合金等。第一電極27具有一電流注入部271與一延伸部272。如第2A圖所示，電流注入部271大致位於第二半導體層253之中心之上，延伸部272具有一第一支線2721自電流注入部271向發光元件2之邊界延伸，以及一第二支線2722自第一支線2721延伸，以提升電流擴散。如第2B圖所示，延伸部272包含一突出部273，位於電接觸層26之上，包覆電接觸層26至少一表面，增加與電接觸層26形成歐姆接觸的面積，降低發光元件2的電阻，其中突出部273高於電流注入部271。
電接觸層26位於第二支線2722與發光疊層25之間，用以形成第二支線2722與發光疊層25之間的歐姆接觸。電接觸層26與第二支線2722之間的電阻值以及電接觸層26與發光疊層25之間的電阻值分別小於第一電極27與發光疊層25之間的電阻值。電接觸層26之材料可為半導體材料，包含一種以上之元素，此元素可選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、磷(P)、氮(N)、鋅(Zn)、鎘(Cd)
與硒(Se)所構成之群組，其電性可與第二半導體層253相同。
發光疊層25之材料可為半導體材料，包含一種以上之元素，此元素可選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、磷(P)、氮(N)、鋅(Zn)、鎘(Cd)與硒(Se)所構成之群組。第一半導體層251與第二半導體層253的電性相異，用以產生電子或電洞。第二半導體層253之一出光上表面254可為一粗糙表面以降低全反射，提升光電元件2之發光效率。主動層252可發出一種或多種色光，可為可見光或不可見光，其結構可為單異質結構、雙異質結構、雙側雙異質結構、多層量子井或量子點。窗戶層29之電性可與第一半導體層251之電性相同，可用作光摘出層以提升發光元件2之發光效率。窗戶層29對於主動層252所發之光為透明，其材料可為透明導電材料，包含但不限於氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鎵鋅(GZO)、氧化銦鎢(IWO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎂(MgO)、砷化鋁鎵(AlGaAs)、氮化鎵(GaN)、磷化鎵(GaP)或氧化銦鋅(IZO)。
透明導電結構23對於發光疊層25所發之光為透明，用以增加窗戶層29與反射結構22之間的歐姆接觸以及電流傳導與擴散，並可與反射結構22形成全方位反射鏡(Omni-Directional Reflector，ODR)。其材料可為透明導電材料，包含但不限於氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鎵鋅(GZO)、氧化銦鎢(IWO)、氧化鋅(ZnO)、磷化鎵(GaP)、氧化銦鈰(ICO)、氧化銦鎢(IWO)、氧化銦鈦(ITiO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎵(IGO)、氧化鎵鋁鋅(GAZO)或上述材料之組合。透明導電結構23具有一第一導電氧化層230，位於非氧化物絕緣層24之下，以及一第二導電氧化層232，位於發光疊層25與第一導電氧化層230之間。其中，第一導電氧化層230與第二導電氧化層232材料不同。另一實施例中，第一導電氧化層230與第二導電氧化層232之材料相較至少一組成元素相異，例如第一導電氧化層230之材料為氧化銦鋅(IZO)，第二導電氧化層232之材料為氧化
銦錫(ITO)。第二導電氧化層232可與非氧化絕緣層24及/或窗戶層29直接接觸，且覆蓋非氧化絕緣層24至少一表面。
非氧化物絕緣層24對於發光疊層25所發之光之穿透率大於90%，折射率小於1.4，較佳為介於1.3與1.4之間。非氧化物絕緣層24之材料可為非氧化物絕緣材料，例如為苯并環丁烯(BCB)、環烯烴聚合物(COC)、氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer)、氮化矽(SiNx)、氟化鈣(CaF2)或氟化鎂(MgF2)。另一實施例中，非氧化物絕緣層24之材料可包含鹵化物或IIA族及VII族之化合物，例如氟化鈣(CaF2)或氟化鎂(MgF2)。非氧化物絕緣層24之折射率小於窗戶層29與透明導電結構23之折射率。由於非氧化物絕緣層24之折射率小於窗戶層29與透明導電結構23之折射率，窗戶層29與非氧化物絕緣層24間介面之臨界角小於窗戶層29與透明導電結構23間介面的臨界角，所以發光疊層25所發之光射向非氧化物絕緣層24後，在窗戶層29與非氧化物絕緣層24之間的介面形成全反射的機率增加。此外，原本在窗戶層29與透明導電結構23之間的介面未形成全反射而進入透明導電結構23之光，在透明導電結構23與非氧化物絕緣層24之間的介面亦會形成全反射，因而提升發光元件2的出光效率。透明導電結構23具有一第一接觸上表面231與窗戶層29接觸，非氧化物絕緣層24具有一第二接觸上表面241與窗戶層29接觸，第一接觸上表面231與第二接觸上表面241大致位於同一水平面，即第一接觸上表面231與出光上表面254之距離大致和第二接觸上表面241與出光上表面254之距離相等。第3圖繪示第一接觸上表面231表面積相對於第一接觸上表面231和第二接觸上表面241之表面積總和之百分比對發光元件2之功率之示意圖。如第3圖所示，第一接觸上表面231的表面積相對於第一接觸上表面231和第二接觸上表面241之表面積總和之百分比約為10%~50%時，發光元件2之功率在50mW之上，相較於百分比為50之上的發光元件功率為佳。更佳為百分比約為12.5%~25%時，功率在55mW之上。換言之，非氧化物絕緣層24相對窗戶層29之表面面積與窗戶層29相對非
氧化物絕緣層24之表面面積之比值約為0.5~0.9，發光元件2之功率較佳。另一實施例中，第二接觸上表面241可為一粗糙表面，散射發光疊層所發之光以提升光電元件2之出光效率。非氧化物絕緣層24可具有圖案化分佈，例如大致位於電接觸層26及/或電流注入部271之正下方，增進電流的擴散。另一實施例中，非氧化物絕緣層24可以呈現非規則性的分佈，或非位於電接觸層26及/或電流注入部271之正下方。非氧化物絕緣層24之厚度小於透明導電結構23之一半厚度；另一實施例中，非氧化物絕緣層24之厚度小於透明導電結構23之1/5厚度，以避免透明導電結構23形成後的表面平坦化製程破壞非氧化物絕緣層24之結構。非氧化物絕緣層24至少一表面被透明導電結構23覆蓋，增加透明導電結構23與窗戶層29之間的接合，提升結構的機械強度。另一實施例中，非氧化物絕緣層24可與反射結構22直接接合，避免透明導電結構23與反射結構22之間黏結力不足，導致剝離。非氧化物絕緣層24更包含複數個孔隙242穿過非氧化物絕緣層24，其中透明導電結構23填入複數個孔隙242中，與窗戶層29形成歐姆接觸。
反射結構22可反射來自發光疊層25之光，其材料可為金屬材料，包含但不限於銅(Cu)、鋁(Al)、錫(Sn)、金(Au)、銀(Ag)、鉛(Pb)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鎢(W)或上述材料之合金等。反射結構22包含一反射層226；一反射黏結層224位於反射層226之下；一阻障層222，位於反射黏結層224之下；以及一歐姆接觸層220，位於阻障層222之下。反射層226可反射來自發光疊層25之光，反射黏結層224黏結反射層226與阻障層222，阻障層222可防止反射層226之材料擴散至歐姆接觸層220，破壞反射層226的結構，導致反射層226的反射率降低，歐姆接觸層220與下方導電黏結層21形成歐姆接觸。導電黏結層21可連接基板20與反射結構22，可具有複數個從屬層(未顯示)。導電黏結層21之材料可為透明導電材料或金屬材料，透明導電材料包含但不限於氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋁
鋅(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鎵鋅(GZO)、氧化鋅(ZnO)、磷化鎵(GaP)、氧化銦鈰(ICO)、氧化銦鎢(IWO)、氧化銦鈦(ITiO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎵(IGO)、氧化鎵鋁鋅(GAZO)或上述材料之組合。金屬材料包含但不限於銅(Cu)、鋁(Al)、錫(Sn)、金(Au)、銀(Ag)、鉛(Pb)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鎢(W)或上述材料之合金等。
基板20可用以支持位於其上之發光疊層25與其它層或結構，其材料可為透明材料或導電材料。透明材料包含但不限於藍寶石(Sapphire)、鑽石(Diamond)、玻璃(Glass)、環氧樹脂(Epoxy)、石英(Quartz)、壓克力(Acryl)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋅(ZnO)或氮化鋁(AlN)等。導電材料包含但不限於銅(Cu)、鋁(Al)、鉬(Mo)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、鎳(Ni)、鈷(Co)、類鑽碳薄膜(Diamond Like Carbon；DLC)、石墨(Graphite)、碳纖維(Carbon fiber)、金屬基複合材料(Metal Matrix Composite；MMC)、陶瓷基複合材料(Ceramic Matrix Composite；CMC)、矽(Si)、磷化碘(IP)、硒化鋅(ZnSe)、砷化鎵(GaAs)、碳化矽(SiC)、磷化鎵(GaP)、磷砷化鎵(GaAsP)、磷化銦(InP)、鎵酸鋰(LiGaO2)或鋁酸鋰(LiAlO2)。
第5圖係繪示出一燈泡分解示意圖，一燈泡4具有一燈罩41；一透鏡42，置於燈罩41之中；一照明模組44，位於透鏡42之下；一燈座45，具有一散熱槽46，用以承載照明模組44；一連結部47；以及一電連結器48，其中連結部47連結燈座45與電連結器48。照明模組44具有一載體43；以及複數個前述任一實施例之發光元件40，位於載體43之上。
第二實施例
第4B圖繪示第4A圖沿剖面線AA’之剖面圖。如第4B圖所示，一發光元件100具有一基板20；一導電黏結層21位於基板20之上；一反射結構22位於導電黏結層21之上；一透明導電結構23位於反射結構22之上；一窗戶層29位於
透明導電結構23之上；一絕緣結構3位於透明導電結構23與窗戶層29之間；一發光疊層25位於窗戶層29之上；一電接觸層26位於發光疊層25之上，其中電接觸層26係圖形化覆蓋在部分的發光疊層25上且未覆蓋其餘部分的發光疊層25。一第一電極27位於發光疊層25與電接觸層26之上；以及一第二電極28位於基板20之下。發光疊層25具有一第一半導體層251，一主動層252以及一第二半導體層253依序形成於窗戶層29之上，其中部分的第二半導體層253接觸電接觸層26，其餘部分的第二半導體層253則未被電接觸層26覆蓋。在一實施例中，第一電極27以及第二電極28以焊接或打線方式與外部裝置連接，例如與封裝次基板或印刷電路板連接。第一電極27或第二電極28的材料包含透明導電材料或金屬材料，其中透明導電材料包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鎵鋅(GZO)、氧化銦鎢(IWO)、氧化鋅(ZnO)、砷化鋁鎵(AlGaAs)、氮化鎵(GaN)、磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)、磷砷化鎵(GaAsP)、氧化銦鋅(IZO)或類鑽碳薄膜(DLC)；金屬材料包含鋁(Al)、鉻(Cr)、銅(Cu)、錫(Sn)、金(Au)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、銻(Sb)、鈷(Co)或上述材料之組合等。
第一電極27具有一電流注入部271與一延伸部272。如第4A圖所示，電流注入部271實質上位於第二半導體層253之中心上，延伸部272具有複數個第一支線2721自電流注入部271輻射地向發光元件100之邊界延伸，以及複數個第二支線2722各自從第一支線2721延伸並平行於發光元件100之邊界，以提升電流在第二半導體層253中擴散。如第4A圖所示，電接觸層26被設置成複數個直線結構，且如第4B圖所示，每一直線結構被延伸部272包圍且未露出於延伸部272之外。電接觸層26係以半導體材料所形成，例如砷化鎵(GaAs)或氮化鎵(GaN)，
且電接觸層26與第二半導體層253經由摻雜元素後可同為p型半導體，例如摻雜碳(Si)、鎂(Mg)或鋅(Zn)，或可同為n型半導體，例如摻雜銻(Te)或碳(C)，但由於電接觸層26的摻雜濃度大於第二半導體層253，所以電接觸層26與金屬的接觸電阻小於第二半導體層253與金屬的接觸電阻。第一電極27的材料包含金(Au)、鍺(Ge)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鋁(Al)、鈀(Pd)或上述材料之合金。因此，電接觸層26與第一電極27的延伸部272之間的接觸電阻可小至足以形成歐姆接觸，用以降低延伸部272與第二半導體層253之間的電阻，以及降低發光元件100的正向電壓(Vf)。電流注入部271與延伸部272未覆蓋電接觸層26的部分，直接接觸第二半導體層253並與第二半導體層253形成蕭特基接觸。
主動層252的材料包含III-V族化合物材料，例如AlpGaqIn(1-p-q)P，其中0≦p、q≦1用以發出紅、橘、黃或琥珀色的光，或者AlxInyGa(1-x-y)N，其中0≦x，y≦1用以發出藍、紫外或綠光。第一半導體層251經由摻雜元素後與第二半導體層253具有相異的極性用以提供載子，例如電洞或電子，第一半導體層251可為p型半導體，例如摻雜碳(Si)、鎂(Mg)或鋅(Zn)，或可為n型半導體，例如摻雜銻(Te)或碳(C)。第二半導體層253之一出光上表面254未被第一電極27覆蓋，且為一粗糙表面用以散射發光疊層25所射出的光線，以提升發光元件100的出光效率。主動層252可射出單色或者多色的光線，包含單異質結構(SH)、雙異質結構(DH)、雙邊雙異質結構(DDH)、多量子井結構(MQW)或量子點(QD)。窗戶層29的極性或電性可與第一半導體層251相同用以散布電流。窗戶層29的片電阻值較第一半導體層251低，且對於主動層252射出的光線是透明的。窗戶層29的材料包含透明氧化物或半導體材料，其中透明氧化物包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧
化鋅錫(ZTO)、氧化鎵鋅(GZO)、氧化銦鎢(IWO)、氧化鋅(ZnO)或氧化銦鋅(IZO)；半導體材料包含砷化鋁鎵(AlGaAs)、氮化鎵(GaN)或磷化鎵(GaP)。
絕緣結構3包含一第一絕緣層31以及一第二絕緣層32，其中第一絕緣層31形成在窗戶層29上並與窗戶層29接觸；第二絕緣層32形成在第一絕緣層31上，且從發光元件100的上視圖來看，第二絕緣層32與第一絕緣層31具有相同的形狀。在本實施例中，第一絕緣層31與第二絕緣層32對於主動層252發出之光線的穿透率皆大於90%。第一絕緣層31的折射率小於窗戶層29以及第二絕緣層32的折射率。在一實施例中，第一絕緣層31係以非氧化材料形成，例如II族化合物、IV族化合物或VII族化合物。特別地，非氧化材料包含一化合物具有氟碳鍵，例如CF4、C2F6、C3F6、C3F8、C4F8、C5F12、C6F14、以及其他化學式為CxFy的化合物。另外，非氧化材料包含化學式為MgFx的氟鎂化合物，例如MgF2。第一絕緣層31的非氧化材料具有折射率介於1.3到1.4之間。第二絕緣層32係以氧化物形成，例如SiOx，或氮化物，例如SiNx，且第二絕緣層32具有折射率介於1.4到1.8之間。第一絕緣層31與第二絕緣層32被圖形化後形成複數個孔隙242’以露出窗戶層29。當第一絕緣層31包含氟鎂化合物(MgF2)時，第一絕緣層31與第二絕緣層32可施以剝離製程同時被圖形化。當第一絕緣層31包含氟碳化合物時，第一絕緣層31與第二絕緣層32可施以濕蝕刻製程同時被圖形化，其中蝕刻液包含緩衝氧化蝕刻液(BOE)或氫氟酸(HF)。第一絕緣層31與第二絕緣層32圖形化後，從發光元件100的上視圖來看，具有相同的形狀。從發光元件100的上視圖來看，複數個孔隙242’均勻地分佈在窗戶層29上，使電流散佈在窗戶層29中。俯視孔隙242’，孔隙242’的上視形狀包含圓形或多邊形，例如正方形。如第4A圖所示，孔隙242’的上視形狀是一個具有直徑介於2μm到20μm之間的圓形。
由於第一絕緣層31的折射率小於窗戶層29的折射率至少0.5以上，第一絕緣層31與窗戶層29形成全反射(TIR)介面，以反射發光疊層所發出的光線。
透明導電結構23具有一第一接觸上表面231與窗戶層29接觸，第一絕緣層31具有一第二接觸上表面241與窗戶層29接觸，其中第一接觸上表面231與第二接觸上表面241實質上位於同一水平面。從第4A圖之發光元件的上視圖觀之，在一實施例中，第一接觸上表面231的表面積相對於第一接觸上表面231和第二接觸上表面241之表面積總和之百分比約為10%~50%，在另一實施中，第一接觸上表面231的表面積相對於第一接觸上表面231和第二接觸上表面241之表面積總和之百分比約為12.5%~25%。在另一實施例中，第二接觸上表面241可為一粗糙表面，從第4A圖之發光元件的上視圖觀之，第一接觸上表面231的表面積相對於第一接觸上表面231和第二接觸上表面241之表面積總和之百分比約為10%~50%或12.5%~25%，以散射發光疊層25所發之光以提升光電元件100之出光效率。
在一實施例中，從上視圖來看，對於一上視面積大於0.25mm2的發光元件，孔隙較佳地是不和電接觸層26重疊，或是絕緣結構3較佳地是圖形化後設置於電接觸層26及/或電流注入部271的正下方，以促進電流散佈。
絕緣結構3的厚度介於20nm到2μm之間，或較佳地是介於100nm到300nm之間，其中第一絕緣層31的厚度介於10nm到1μm之間，或較佳地是介於500nm到150nm之間，第二絕緣層32的厚度也是介於10nm到1μm之間，或較佳地是介於500nm到150nm之間。
透明導電結構23具有一第一導電氧化層230，位於絕緣結構3之下，以及一第二導電氧化層232，位於發光疊層25與第一導電氧化層230之間。第二導電氧化層232共形地覆蓋絕緣結構3並填入複數個孔隙242’中，與窗戶層29直接接觸。第一導電氧化層230共形地覆蓋第二導電氧化層232。在本實施例中，第二導電氧化層232的厚度介於1nm到1μm之間，較佳地是介於10nm到100nm之間，或者更佳地是介於1nm到20nm之間；第一導電氧化層230厚度介於1nm到10000nm之間，較佳地是介於10nm到1000nm之間，或者更佳地是介於50nm到150nm之間。第一導電氧化層230包含一材料不同於第二導電氧化層232的材料。在另一實施例中，第一導電氧化層230的材料包含一元素不同於第二導電氧化層232的材料。例如，第一導電氧化層230的材料是氧化銦鋅(IZO)，具有一折射率介於2.0到2.2之間，第二導電氧化層232的材料是氧化銦錫(ITO)，具有一折射率介於1.8到2.0之間。本實施例中，第一導電氧化層230的折射率大於第二導電氧化層232的折射率，第二導電氧化層232的折射率大於第二絕緣層32的折射率，第二絕緣層32的折射率大於第一絕緣層31的折射率，因此第一絕緣層31、第二絕緣層32、第二導電氧化層232以及第一導電氧化層230的折射率沿著發光疊層25朝向反射結構22的方向遞增，當光線被反射結構22反射朝向發光疊層25前進時，可以減少光線在第一絕緣層31與第二絕緣層32之間、第二絕緣層32與第二導電氧化層232之間、以及第二導電氧化層232與第一導電氧化層230之間發生全反射的機率。
在另一實施例中，絕緣結構3的厚度小於透明導電結構23厚度的1/5或者透明導電結構23厚度大於絕緣結構3的厚度100nm以上，當對透明導電結構23施以研磨製程以平坦化透明導電結構23與的反射結構22接觸的表面時的時
候，可避免研磨過度而損害到絕緣結構3。絕緣結構3實質上完全地被第二導電氧化層232覆蓋，第二導電氧化層232與窗戶層29有較大的黏著力，可增強透明導電結構23的機械強度。在其他的實施例中，在絕緣結構3與反射結構22之間可不具有透明導電結構23，因此絕緣結構3可與反射結構22直接接觸，以避免反射結構22與透明導電結構23之間的連接介面黏著力不足，而使反射結構22與透明導電結構23剝離。透明導電結構23填入複數個孔隙242’與窗戶層29歐姆接觸。透明導電結構23對於發光疊層25所發出的光線是透明的。此外，透明導電結構23與反射結構22形成一全方位反射鏡(ODR)，用以完全地反射發光疊層25所發出的光線。第一導電氧化層230與第二導電氧化層232的材料包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鎵鋅(GZO)、氧化銦鎢(IWO)、氧化鋅(ZnO)、磷化鎵(GaP)、氧化銦鈰(ICO)、氧化銦鎢(IWO)、氧化銦鈦(ITiO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎵(IGO)、氧化鎵鋁鋅(GAZO)或上述材料之組合。即使從發光疊層25所發出的光線沒有被第一絕緣層31與窗戶層29之間的內部全反射(TIR)介面所反射，光線亦可以被透明導電結構23與反射結構22所形成的全方位反射鏡(ODR)反射，用以提升發光元件100的出光效率。
反射結構22對於從發光疊層25所發出的光線具有一反射率大於90%，且反射結構22的材料可以是金屬材料，金屬材料包含但不限於銅(Cu)、鋁(Al)、錫(Sn)、金(Au)、銀(Ag)、鉛(Pb)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鎢(W)或上述材料之合金等。反射結構22包含一反射層226；一反射黏結層224位於反射層226之下；一阻障層222位於反射黏結層224之下；以及一歐姆接觸層220位於阻障層222之下。其中反射層226可反射來自發光疊層25之光；反射黏結層224黏結反射
層226與阻障層222；阻障層222可防止反射層226之材料擴散至歐姆接觸層220，破壞反射層226的結構，導致反射層226的反射率降低；歐姆接觸層220與下方導電黏結層21形成歐姆接觸。導電黏結層21可連接基板20與反射結構22，並可具有複數個從屬層(未顯示)，其中複數個從屬層之材料可為透明導電材料或金屬材料，透明導電材料包含但不限於氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鎵鋅(GZO)、氧化鋅(ZnO)、磷化鎵(GaP)、氧化銦鈰(ICO)、氧化銦鎢(IWO)、氧化銦鈦(ITiO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎵(IGO)、氧化鎵鋁鋅(GAZO)或上述材料之組合。金屬材料包含但不限於銅(Cu)、鋁(Al)、錫(Sn)、金(Au)、銀(Ag)、鉛(Pb)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鎢(W)或上述材料之合金等。
基板20可用以支持位於其上之發光疊層25與其它層或結構，其材料可為透明材料或導電材料。透明材料包含但不限於藍寶石(Sapphire)、鑽石(Diamond)、玻璃(Glass)、環氧樹脂(Epoxy)、石英(Quartz)、壓克力(Acryl)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋅(ZnO)或氮化鋁(AlN)等。導電材料包含但不限於銅(Cu)、鋁(Al)、鉬(Mo)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、鎳(Ni)、鈷(Co)、類鑽碳薄膜(Diamond Like Carbon；DLC)、石墨(Graphite)、碳纖維(Carbon fiber)、金屬基複合材料(Metal Matrix Composite；MMC)、陶瓷基複合材料(Ceramic Matrix Composite；CMC)、矽(Si)、磷化碘(IP)、硒化鋅(ZnSe)、砷化鎵(GaAs)、碳化矽(SiC)、磷化鎵(GaP)、磷砷化鎵(GaAsP)、磷化銦(InP)、鎵酸鋰(LiGaO2)或鋁酸鋰(LiAlO2)。
上述實施例僅為例示性說明本申請案之原理及其功效，而非用於限制本申請案。任何本申請案所屬技術領域中具有通常知識者均可在不違背本申請案之技術原理及精神的情況下，對上述實施例進行修改及變化。因此本申請案之權利保護範圍如後述之申請專利範圍所列。
100:發光元件
20:基板
21:導電黏結層
22:反射結構
220:歐姆接觸層
222:阻障層
224:反射黏結層
226:反射層
23:透明導電結構
230:第一導電氧化層
231:第一接觸上表面
232:第二導電氧化層
241:第二接觸上表面
242’:孔隙
25:發光疊層
251:第一半導體層
252:主動層
253:第二半導體層
254:出光上表面
26:電接觸層
27:第一電極
271:電流注入部
2721:第一支線
2722:第二支線
28:第二電極
29:窗戶層
3:絕緣結構
31:第一絕緣層
32:第二絕緣層
Claims (10)
- 一發光元件，包含：一發光疊層，包含一主動層；一第一絕緣層，具有一第一折射率且位於該發光疊層上；一第二絕緣層，具有一第二折射率且位於該第一絕緣層上；一反射層，位於該第二絕緣層上；一孔隙，穿透該第一絕緣層和該第二絕緣層；以及一透明導電結構，位於該發光疊層及該反射層之間；其中，該第二折射率大於該第一折射率，且該第二折射率介於1.4到1.8之間。
- 如請求項第1項所述的發光元件，其中該第一絕緣層包含一IVA族的化合物或VIIA族的化合物。
- 如請求項第1項所述的發光元件，更包含一電接觸層，位於該發光疊層上，且由一上視圖觀之，該電接觸層與該孔隙不重疊。
- 如請求項第1項所述的發光元件，其中該第二絕緣層包含氧化物或氮化物。
- 如請求項第1項所述的發光元件，其中該第一折射率小於1.4。
- 如請求項第1項所述的發光元件，其中該透明導電結構具有一第一導電氧化物層與一第二導電氧化物層，且該第一導電氧化物層具有一第三折射率大於該第一折射率。
- 如請求項第6項所述的發光元件，其中該第二導電氧化物層具有第四折射率，該第三折射率介於2到2.2之間，且該第四折射率介於1.8到2.0之間。
- 如請求項第1項所述的發光元件，其中該第一絕緣層具有一第一厚度，該第二絕緣層具有一第二厚度，該第一厚度與該第二厚度皆介於150nm到500nm之間。
- 一發光元件，包含：一發光疊層，包含一主動層；一第一絕緣層，具有一第一折射率且位於該發光疊層上；一第二絕緣層，具有一第二折射率且位於該第一絕緣層上；一反射層，位於該第二絕緣層上，且該反射層直接接觸該第二絕緣層；以及一透明導電結構，位於該發光疊層及該反射層之間；其中，該第二折射率大於該第一折射率，且該第二折射率介於1.4到1.8之間。
- 如請求項第1項所述的發光元件，其中該透明導電結構與該反射層直接接觸。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/866,232 US9318663B2 (en) | 2013-07-10 | 2015-09-25 | Light-emitting element |
| US14/866,232 | 2015-09-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201719928A TW201719928A (zh) | 2017-06-01 |
| TWI754617B true TWI754617B (zh) | 2022-02-11 |
Family
ID=59439060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW105130229A TWI754617B (zh) | 2015-09-25 | 2016-09-19 | 發光元件 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107017321B (zh) |
| TW (1) | TWI754617B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11454820B2 (en) * | 2019-10-17 | 2022-09-27 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Multifunctional collimator for contact image sensors |
| CN112614921A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-06 | 深圳第三代半导体研究院 | 一种发光二极管及其制造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWM472951U (zh) * | 2013-10-22 | 2014-02-21 | Kingyoup Optronics Co Ltd | 有機發光二極體結構 |
| TW201503409A (zh) * | 2013-07-10 | 2015-01-16 | Epistar Corp | 發光元件 |
| TW201707233A (zh) * | 2015-08-13 | 2017-02-16 | 隆達電子股份有限公司 | 半導體發光結構 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4101468B2 (ja) * | 2001-04-09 | 2008-06-18 | 豊田合成株式会社 | 発光装置の製造方法 |
| TWI312582B (en) * | 2003-07-24 | 2009-07-21 | Epistar Corporatio | Led device, flip-chip led package and light reflecting structure |
| US7906795B2 (en) * | 2009-05-08 | 2011-03-15 | Epistar Corporation | Light-emitting device |
| JP5708285B2 (ja) * | 2011-06-10 | 2015-04-30 | 豊田合成株式会社 | 半導体発光素子及び半導体発光装置 |
-
2016
- 2016-09-19 TW TW105130229A patent/TWI754617B/zh active
- 2016-09-23 CN CN201610843667.7A patent/CN107017321B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201503409A (zh) * | 2013-07-10 | 2015-01-16 | Epistar Corp | 發光元件 |
| TWM472951U (zh) * | 2013-10-22 | 2014-02-21 | Kingyoup Optronics Co Ltd | 有機發光二極體結構 |
| TW201707233A (zh) * | 2015-08-13 | 2017-02-16 | 隆達電子股份有限公司 | 半導體發光結構 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107017321B (zh) | 2022-08-09 |
| CN107017321A (zh) | 2017-08-04 |
| TW201719928A (zh) | 2017-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9660146B2 (en) | Light-emitting element | |
| US9153747B2 (en) | Light-emitting element | |
| TW202343836A (zh) | 發光元件 | |
| TWI604633B (zh) | 發光元件 | |
| US9601667B2 (en) | Light-emitting device | |
| CN110265517B (zh) | 发光元件 | |
| TWI632692B (zh) | 半導體發光元件 | |
| US10002991B2 (en) | Light-emitting element | |
| TWI754617B (zh) | 發光元件 | |
| TWI591855B (zh) | 具有布拉格反射層位於窗戶層之間之發光元件 | |
| TWI699909B (zh) | 發光元件 | |
| TWI575776B (zh) | 具有高效率反射結構之發光元件 | |
| JP6257203B2 (ja) | 発光素子 | |
| TW201705538A (zh) | 具有高效率反射結構之發光元件 | |
| TWI605615B (zh) | 發光元件 | |
| JP2018037690A (ja) | 発光素子 | |
| TWI611602B (zh) | 具有高效率反射結構之發光元件 | |
| CN112823427B (zh) | 一种半导体发光元件 | |
| TWI644451B (zh) | 發光元件 | |
| TWI632700B (zh) | 具有高效率反射結構之發光元件 | |
| TW201907582A (zh) | 發光元件 | |
| KR20150012820A (ko) | 발광소자 |