[发明专利]发光元件结构

说明书

一种发光元件结构，包括发光部和反射部。发光部具有出光面。反射部位于发光部相反于出光面的一侧。反射部为梯度分布式布拉格反射结构，且包括多个第一介电层和多个第二介电层。第二介电层具有与第一介电层不同的折射率，并与第一介电层交错堆叠。每个第一介电层的光学厚度皆不同，且每个第二介电层的光学厚度皆不同。第一介电层和第二介电层的光学厚度自邻近发光部处往远离发光部的方向呈梯度式变化。本发明的反射部可让发光元件结构相较于现有技术具有宽带高反射率的好处。

技术领域

本揭示内容是关于发光元件结构。

背景技术

此处的陈述仅提供与本揭示有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。

现今，各类发光二极管(light-emitting diode，LED)封装元件已广泛应用于背光模块和一般照明等领域，其中不乏许多混合多种色光的态样。此类LED封装元件的效能取决于LED组成物质的发光效率和外显结构的光萃取率，相关的研究对此领域至关重要。

近十年来，为了改善光萃取率，有在LED晶片的发光平面上形成粗糙表面者，有调整LED封装整体结构形状者，亦有使用高反射材料(如铝材)作为金属反射结构者。然而，由于金属较易氧化而使反射率随时间下降，更近期的研究方向渐转为分散式布拉格反射镜(distributed Bragg reflector，DBR)。一般DBR为使用具有不同折射率的材料交替堆叠而成，堆叠层内的不同材料分别具有彼此相异的固定厚度，厚度由单一且特定的目标光波长范围定义，基于光束相位差所造成的相长干涉和相消干涉原理提高光萃取率。

发明内容

DBR结构虽解决了因品质劣化而反射率下降的问题，能够在窄波长范围(例如，特定颜色的光波长)达到高反射率。然而，当所需波长范围变宽后反射率又会明显下降。此外，DBR结构虽可针对相较于平面法线的入射光显现高反射率，但入射角加大后同样会有反射率显著降低的问题。对此，有些研究朝向DBR结构分不同厚度区的方式进行，即，包含多组目标光波长范围相异的DBR，每组DBR内相同材料叠层仍具有相同厚度，但仍旧无法满足扩大波长范围的需求，且常出现明显的相消性干涉。

有鉴于此，本揭示的一些实施方式揭露了一种发光元件结构，包括发光部和反射部。发光部具有出光面。反射部位于发光部相反于出光面的一侧。反射部为梯度分布式布拉格反射结构，且包括多个第一介电层和多个第二介电层。第二介电层具有与第一介电层不同的折射率，并与第一介电层交错堆叠。每个第一介电层的光学厚度皆不同，且每个第二介电层的光学厚度皆不同。第一介电层和第二介电层的光学厚度自邻近发光部处往远离发光部的方向呈梯度式变化。

于本揭示的一或多个实施方式中，任两个彼此相邻接触的第一介电层和第二介电层之间的光学厚度差异介于1％至3％之间。

于本揭示的一或多个实施方式中，发光元件结构还包括平坦层和保护层。平坦层位于发光部与反射部之间并紧贴反射部，平坦层包括介电材料。保护层紧贴反射部。反射部位于平坦层和保护层之间。保护层包括介电材料。

于本揭示的一或多个实施方式中，平坦层的实际厚度介于4(λ_max/4n_f)至8(λ_max/4n_f)之间。保护层的实际厚度介于1(λ_max/4n_p)至2(λ_max/4n_p)之间。λ_max为选取波长范围的最大波长数值。n_f及n_p分别为平坦层与保护层的折射率。

于本揭示的一或多个实施方式中，对于波长为1000纳米至1100纳米并由保护层一侧入射往发光部方向的入射光，反射部的反射率小于15％。