TWI762234B - 發光元件及顯示面板 - Google Patents

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Abstract

提供一種發光元件，包括磊晶結構以及導光結構。磊晶結構具有相對的第一表面與第二表面且包括主動層。導光結構設置於磊晶結構的第一表面上且包括第一光反射層以及覆蓋於所述第一光反射層的上表面的濾波層。第一光反射層完全覆蓋第一表面。另提供一種顯示面板。

Description

發光元件及顯示面板
本發明是有關於一種半導體裝置，且特別是有關於一種發光元件及顯示面板。
顯示面板色彩的呈現將會直接影響觀眾的感受，因此顯示面板須具有較高的色度規格才能達到較佳的視覺體驗。進一步而言，顯示面板內的發光元件的出光色純度對其光學品質會具有相當程度的影響，舉例而言，當出光色純度越高時，可以使得顯示面板具有較好的光學品質，因此如何提升發光元件的出光色純度，以使得顯示面板具有較好的光學品質，將是本領域相當重要的課題。
本發明提供一種發光元件及顯示面板，其可以提升發光元件的出光色純度，以使得顯示面板具有較好的光學品質。
本發明的一種發光元件，包括磊晶結構以及導光結構。磊晶結構具有相對的第一表面與第二表面且包括主動層。導光結構設置於磊晶結構的第一表面上且包括依序堆疊的第一光反射層以及覆蓋於第一光反射層的上表面的濾波層。第一光反射層完全覆蓋第一表面。
在本發明的一實施例中，上述的濾波層局部覆蓋第一光反射層的上表面。
在本發明的一實施例中，上述的第一光反射層包括被濾波層覆蓋的第一區域以及暴露於濾波層外的第二區域，且第一區域的面積佔上表面的面積的比例大於或等於20%。
在本發明的一實施例中，上述的發光元件更包括電性連接於磊晶結構的至少一個電極，至少一個電極與濾波層相鄰並且設置於上表面。
在本發明的一實施例中，上述的濾波層完全覆蓋第一光反射層的上表面。
在本發明的一實施例中，上述的發光元件更包括第二光反射層，第二光反射層覆蓋第二表面上。
在本發明的一實施例中，上述的磊晶結構還具有連接第一表面與第二表面的側表面，且第二光反射層進一步覆蓋側表面。
在本發明的一實施例中，上述的第一光反射層延伸超出磊晶結構的側表面，且第二光反射層連接第一光反射層。
在本發明的一實施例中，上述的發光元件更包括第一保護層，上述的導光結構位於第一保護層與磊晶結構之間，或者是第一保護層位於第一光反射層與磊晶結構之間。
在本發明的一實施例中，上述的發光元件更包括第二保護層，第二保護層設置於濾波層的兩側且覆蓋第一光反射層。
在本發明的一實施例中，上述的發光元件更包括電性連接於磊晶結構的多個電極。多個電極設置於磊晶結構的第二表面；或者，多個電極分別設置於磊晶結構的第一表面與第二表面。
在本發明的一實施例中，上述的濾波層的厚度與導光結構的等效折射率呈正相關。
在本發明的一實施例中，上述的第一光反射層摻雜有P型材料或N型材料。
在本發明的一實施例中，上述的第一光反射層與濾波層包含鋁材料，且第一光反射層的鋁含量小於濾波層的鋁含量。
本發明的一種顯示面板，包括基板以及多個發光元件。多個發光元件排列於基板上。多個發光元件具有不同色光，且與基板電性連接。每一發光元件包括磊晶結構以及導光結構。磊晶結構具有相對的第一表面與第二表面且包括主動層。導光結構設置於磊晶結構的第一表面上且包括第一光反射層以及覆蓋於第一光反射層的上表面的濾波層。第一光反射層完全覆蓋第一表面。
在本發明的一實施例中，上述的每一發光元件的濾波層於基板上的正投影面積小於或等於對應的磊晶結構於基板上的正投影面積。
在本發明的一實施例中，上述的多個發光元件的多個第一光反射層彼此相連。
在本發明的一實施例中，上述的保護層位於多個第一光反射層與多個發光元件的磊晶結構之間。
在本發明的一實施例中，上述的相鄰的任二濾波層之間保有間隙，且多個第一光反射層於間隙之位置暴露於外。
在本發明的一實施例中，上述的多個發光元件分別具有第一色光、第二色光以及第三色光。每一發光元件的折射率匹配層包括供第一色光通過的第一濾波層、供第二色光通過的第二濾波層以及供第三色光通過的第三濾波層，第一濾波層、第二濾波層以及第三濾波層依序堆疊於第一光反射層上。
在本發明的一實施例中，上述的磊晶結構還具有連接第一表面與第二表面的側表面。每一發光元件更包括第二光反射層，第二光反射層覆蓋第二表面與側表面。
基於上述，本發明的發光元件藉由第一光反射層與濾波層的搭配，可控制僅令特定波長的光可以從導光結構透射出去，如此一來，可以讓出光的波長(顏色)被控制在小範圍內，提升發光元件的出光色純度，以使得包括該些發光元件的顯示面板具有較好的光學品質。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
圖1至圖12繪示本發明一些實施例的發光元件的部分剖面示意圖。請參考圖1，在本實施例中，發光元件100包括磊晶結構110以及導光結構120，其中磊晶結構110具有相對的第一表面110a與第二表面110b，而導光結構120設置於磊晶結構110的第一表面110a上。進一步而言，磊晶結構110可以包括依序堆疊的第一型半導體層112、主動層114以及第二型半導體層116，而導光結構120包括第一光反射層122以及濾波層124。
在一些實施例中，磊晶結構110的第一型半導體層112例如是P型半導體層，如P-GaN，主動層114例如是多層量子井結構(Multiple Quantum Well, MQW)，而第二型半導體層116例如是N型半導體層，如N-GaN，但本發明不限於此，可以視實際設計上的需求進行調整。
在本實施例中，導光結構120的第一光反射層122完全覆蓋第一表面110a，濾波層124覆蓋第一光反射層122的上表面122a，因此，藉由前述第一光反射層122與濾波層124的搭配，第一光反射層122可以形成禁制帶(Forbidden band)，而濾波層124可以用於改變被覆蓋之第一光反射層122的等效折射率(equivalent refractivity)，藉以在禁制帶中形成對應特定透射頻譜的建設性干涉區間，並且僅允許波長在該區間內的光線通過。因此，將濾波層124覆蓋第一光反射層122的上表面122a，可以使光線投射至第一光反射層122時受到禁制帶遮蔽；假若光線的波長與濾波層124(以及該處之第一光反射層122)的等效折射率相匹配，表示光線相對於入射的介面為建設性干涉，進而可控制僅令特定波長的光可以從導光結構120透射出去，如此一來，可以讓出光的波長(顏色)被控制在小範圍內，提升發光元件100的出光色純度。在此，發光元件100的光可以由主動層114朝導光結構120的方向進行出光，而第一光反射層122的上表面122a可以相對於下表面122b，其中下表面122b直接接觸磊晶結構110的第一表面110a。
在一些實施例中，第一光反射層122與濾波層124可以為配置於磊晶結構110上的多層結構。舉例而言，濾波層124可以包含一或多層的折射率匹配層126，而濾波層124的各層材料與折射率匹配層126的配置方式變化（例如但不限於材質、厚度、順序、數量等變化）將決定濾波層124可允許通過之光線的波長。於光學面來看，第一光反射層122、濾波層124在磊晶結構110的堆疊方向上的重疊部分可以視為帶通濾波器(band pass filter, BPF)，而第一光反射層122在磊晶結構110的堆疊方向上未與濾波層124重疊的部分可以視為分散式布拉格反射鏡(Distributed Bragg Reflector, DBR)(此實施例未繪示此部分)，但本發明不限於此。
在一些實施例中，第一光反射層122與濾波層124的多層結構中的各層厚度、材料與排列方式會影響整體的等效折射率與可透射波長，舉例而言，當第一光反射層122與濾波層124的多層結構中的單一層越厚且多層排列越密集(層與層之間的間距小)，則整體的等效折射率會變大，可透射波長也會變大，但本發明不限於此。
在一些實施例中，第一光反射層122的材料、濾波層124與折射率匹配層126的材料包括SiO 2、TiO 2、Ta 2O 5、Ta xO y、MgF 2、SiN x、SiON或其組合，但本發明不限於此。
在一些實施例中，第一光反射層122與濾波層124摻雜有P型材料或N型材料，第一光反射層122與濾波層124包含鋁材料，且第一光反射層122的鋁含量小於濾波層124的鋁含量，舉例而言，第一光反射層122的材料與濾波層124的材料包括Al xGa 1-xN、Al xGa 1-xInN、Al xGa 1-xInP、Al xGa 1-xAs或其組合。當x數值越小時，代表鋁含量越低，則折射率就會越高，因此第一光反射層122的鋁含量可以小於濾波層124的鋁含量，以使第一光反射層122的折射率可以大於濾波層124的折射率，但本發明不限於此。
在一些實施例中，第一光反射層122的材料與濾波層124的材料可以相同，但本發明不限於此，第一光反射層122的材料與濾波層124的材料也可以不同。
在一些實施例中，第一光反射層122包括被濾波層124覆蓋的區域R，其中區域R的面積佔上表面122a的面積的比例大於或等於20%，以降低膜層製造的困難度。舉例而言，本實施例之濾波層124可以完全覆蓋第一光反射層122的上表面122a，即區域R的面積佔上表面122a的面積的比例為100%；但本發明不限於此，在其他實施例中可以具有不同覆蓋態樣。
在一些實施例中，折射率匹配層126覆蓋並接觸第一光反射層122的上表面122a，因此可以藉由調整濾波層124層中的折射率匹配層126來改變導光結構120的等效折射率，但本發明不限於此。
在一些實施例中，折射率匹配層126的厚度與導光結構120的等效折射率呈正相關，關係式可以為d=λ/2n，其中d為厚度，λ為波長，而n為折射率，舉例而言，當折射率匹配層126的厚度變厚時，等效折射率變高，臨界折射角度變小，使光形收窄，出光範圍變小，反之亦然，當折射率匹配層126的厚度變薄時，等效折射率變低，臨界折射角度變大，使光形放寬，出光範圍變大，因此藉由調整折射率匹配層126的厚度可以將發生內全反射角度與透射出濾波層126角度控制在所需的範圍內，但本發明不限於此。
據此，本實施例的發光元件100藉由其導光結構120中的第一光反射層122、濾波層124之間的設計來調整整體結構的等效折射率，使導光結構120在各個波段區間內只會允許特定波長的光子通過。亦即，只有特定波長的光可以從導光結構120透射出去，如此一來，可以讓出光的波長(顏色)被控制在小範圍內，提升發光元件100的出光色純度。
在此必須說明的是，以下實施例沿用上述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明，關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。
請參考圖2，相較於發光元件100而言，本實施例的發光元件200的導光結構220的濾波層224局部覆蓋第一光反射層122的上表面122a，換句話說，濾波層224可以內縮於第一光反射層122，因此可以將光形控制在所需的範圍內出光，減少光發散的機率。舉例而言，光線L1入射進第一光反射層122的角度為θ1，其出光處位於濾波層224的側邊緣224e之間，因此可以透射出去，而光線L2入射進第一光反射層122的角度為θ2，其出光處與濾波層224的側邊緣224e重疊，亦即，當光線入射進第一光反射層122的角度大於θ2時，光線便會發生全反射而無法透射出去，但本發明不限於此。
在本實施例中，第一光反射層122可以包括被濾波層224覆蓋的區域R1以及暴露於濾波層224外的第二區域R2，其中第一區域R1夾於二相鄰的第二區域R2之間。進一步而言，第一區域R1的面積佔上表面122a的面積的比例可以大於或等於20%且小於100%，但本發明不限於此。
請參考圖3，相較於發光元件200而言，本實施例的發光元件300更包括覆蓋在第二表面110b上的第二光反射層330，其中第二光反射層330可以具有分散式布拉格反射鏡的功能，透過分散式布拉格反射鏡的設計，可以使主動層114向下發出的光線被反射上來，以回收下方光線，使其可以從上方出光提升發光元件300的出光量。在此，第二光反射層330可以類似於第一光反射層122，於此不再贅述。
在本實施例中，第二光反射層330可以完全覆蓋磊晶結構110的第二表面110b且未延伸超出磊晶結構110的側表面110s，其中側表面110s為磊晶結構110中連接第一表面110a與第二表面110b的表面，但本發明不限於此。在一些實施例中，第二光反射層可以內縮於磊晶結構110的側表面110s，或者，第二光反射層可以延伸超出磊晶結構110的側表面110s。
請參考圖4，相較於發光元件300而言，本實施例的發光元件400的第二光反射層430進一步覆蓋磊晶結構410的側表面410s，以保護磊晶結構410，使部分光線可以於磊晶結構410內進行反射再出光，且當發光元件後續以陣列方式應用於顯示面板時可以防止側面混光的現象發生，其中側表面410s為磊晶結構410的中連接第一表面410a與第二表面410b的表面。在此，磊晶結構410的剖面輪廓可以為梯形輪廓，因此磊晶結構410中的第一型半導體層412的側表面、主動層414的側表面與第二型半導體層416的側表面可以是斜向延伸連接，但本發明不限於此。在未繪示的實施例中，磊晶結構的剖面輪廓也可以是如圖1至圖3所示的矩形輪廓。應說明的是，於本發明不同態樣的實施例中的磊晶結構的剖面輪廓皆可以是梯形輪廓或矩形輪廓。
在本實施例中，導光結構420的第一光反射層422延伸超出磊晶結構410的側表面410s，且第二光反射層430連接第一光反射層422，以使第一光反射層422與第二光反射層430圍繞磊晶結構410，但本發明不限於此。
在本實施例中，第一光反射層422可以包括被濾波層224覆蓋的區域R11以及暴露於濾波層224外的第二區域R21，其中濾波層224可以局部覆蓋第一光反射層422的上表面422a，換句話說，第一區域R11的面積佔上表面422a的面積的比例小於100%，但本發明不限於此。
請參考圖5，相較於發光元件100而言，本實施例的發光元件500的導光結構520的第一光反射層522延伸超出磊晶結構110的側表面110s，換句話說，濾波層124可以局部覆蓋第一光反射層522的上表面522a。此外，發光元件500更可以包括設置於導光結構520上的第一保護層540，其中導光結構520可以位於第一保護層540與磊晶結構110之間，但本發明不限於此。在其他實施例中，第一保護層可以具有其他態樣的配置方式。第一保護層540的材料可以包括樹脂或玻璃。
在一些實施例中，導光結構520預先形成在第一保護層540上，再將導光結構520與第一保護層540軟接合至磊晶結構110上，以降低於磊晶結構110上形成導光結構520應力造成發光元件損傷的機率，其中軟接合例如是採用環氧樹脂、空氣(或抽真空)等低折射透光介質進行，但本發明不限於此。
在一些實施例中，導光結構520先形成於磊晶結構110上後，再將第一保護層540接合至導光結構520上，但本發明不限於此。
請參考圖6，相較於發光元件500而言，本實施例的發光元件600的第一保護層640位於第一光反射層522與磊晶結構110之間。換句話說，第一保護層640可以與磊晶結構110的第二型半導體層116直接接觸，但本發明不限於此。
在一些實施例中，可以類似於第一保護層540，導光結構520可以預先形成在第一保護層640上，再將導光結構520與第一保護層640軟接合至磊晶結構110上，以降低於磊晶結構110上形成導光結構520應力造成發光元件損傷的機率，但本發明不限於此。
請參考圖7，相較於發光元件600而言，本實施例的發光元件700更包括第二保護層750，第二保護層750設置於濾波層124的兩側且覆蓋第一光反射層522，以進一步提升對發光元件700的保護性，但本發明不限於此。第二保護層750的材料可以包括樹脂或玻璃。
在一些實施例中，第二保護層750圍繞濾波層124，但本發明不限於此。
請參考圖8，相較於發光元件200而言，本實施例的發光元件800更包括多個電極(如圖8中的第一電極861與第二電極862)，其中第一電極861與第二電極862設置於磊晶結構110的第二表面110b之一側，且電性連接於磊晶結構110，換句話說，第一電極861與第二電極862可以以水平式配置於磊晶結構110上。
在一些實施例中，第一電極861是第一型電極並電性連接至第一型半導體層112，而第二電極862是第二型電極並電性連接至第二型半導體層116，但本發明不限於此。第一電極861與第二電極862的材料例如是金屬，但本發明不限於此。
在未繪示的實施例中，第一電極861與第二電極862設置於磊晶結構110的第一表面110a之一側，其中第一電極861可一併貫穿第一光反射層122、第二型半導體層116以及主動層114而接觸且電性連接至第一型半導體層112；第二電極862接觸且電性連接至第二型半導體層116，但本發明不限於此。
請參考圖9，相較於發光元件800而言，本實施例的發光元件900的第二光反射層330摻雜有P型材料或N型材料，以使第一電極961與第二電極962可以直接與第二光反射層330進行歐姆接觸。此外，發光元件900更包括鈍化層970，以降低第一電極961與第二電極962之間發生漏電現象的機率，但本發明不限於此。
請參考圖10，相較於發光元件900而言，本實施例的發光元件1000更包括階梯狀的第二光反射層1030，且第一電極1061與第二電極1062也可以對應第二光反射層1030為階梯狀，但本發明不限於此。
請參考圖11，相較於發光元件1000而言，本實施例的發光元件1100的多個電極(如圖11中的第一電極1161與二個第二電極1162)分別設置於磊晶結構110的第一表面110a與第二表面110b，且電性連接於磊晶結構110，換句話說，第一電極1161與二個第二電極1162以垂直式配置於磊晶結構110上。進一步而言，在本實施例中，二個第二電極1162與濾波層224相鄰並且設置於上表面122a，換句話說，二個第二電極1162可以配置於導光結構220的暴露於濾波層224外的第二區域R2上，亦即將第二電極1162配置於導光結構220兩側的未出光區，因此可以不用犧牲出光面積。
在一些實施例中，第一電極1161是第一型電極並電性連接至第一型半導體層112，而二個第二電極1162是第二型電極並電性連接至第二型半導體層116。第一電極1161與第二電極1162的材料例如是金屬，但本發明不限於此。
在一些實施例中，二個第二電極1162與導光結構220的第一光反射層122直接接觸且貫穿第一光反射層122，以延伸至第二型半導體層116。
請參考圖12，相較於發光元件1100而言，本實施例的第一光反射層122與第二光反射層330摻雜有P型材料或N型材料，以使第一電極1261與第二電極1262可以分別直接與第二光反射層330與第一光反射層122進行歐姆接觸。
圖13A、圖14A、圖15A與圖16A繪示本發明一些實施例的顯示面板的部分剖面示意圖。圖13B、圖14B、圖15B與圖16B分別為圖13A的區域A、圖14A的區域B、圖15A的區域C與圖16A的區域D的部分放大示意圖。
請參考圖13A與圖13B，在本實施例中，顯示面板DP1包括基板S以及多個發光元件10，其中多個發光元件10排列於基板S上。應說明的是，儘管圖13A中僅繪示出三個發光元件10，但本發明不限制發光元件10的數量，多個發光元件10可以以陣列方式排列於基板S上。基板S例如是背板電路，但本發明不限於此。
在本實施例中，多個發光元件10具有不同色光，且與基板S電性連接，舉例而言，多個發光元件10分別具有第一色光、第二色光以及第三色光。在此，本發明不限制第一色光、第二色光以及第三色光的色光顏色。進一步而言，每一發光元件10包括磊晶結構104以及導光結構108，其中磊晶結構104具有相對的第一表面104a與第二表面104b，而導光結構108設置於磊晶結構104的第一表面104a上，其中磊晶結構104可以包括依序堆疊的第一型半導體層101、主動層102以及第二型半導體層103，而導光結構108包括第一光反射層105以及濾波層106。第一光反射層105完全覆蓋第一表面104a，濾波層106覆蓋第一光反射層105的上表面105a。據此，本實施例的發光元件10藉由其導光結構108中第一光反射層105與濾波層106之間的設計來調整整體結構的等效折射率，使導光結構108在各個波段區間內只會允許特定波長的光子通過，亦即，只有特定波長的光可以從導光結構108透射出去，如此一來，可以讓出光的波長(顏色)被控制在小範圍內，提升發光元件10的出光色純度，以使得包括該些發光元件10的顯示面板DP1具有較好的光學品質。
在一些實施例中，多個發光元件10的第一光反射層105彼此相連以構成共用光反射層，換句話說，多個發光元件10於基板S上的正投影可以落入第一光反射層105於基板S上的正投影範圍內，但本發明不限於此。
在一些實施例中，顯示面板DP1更包括位於共用光反射層與多個發光元件10的磊晶結構104之間的保護層P。換句話說，保護層P於基板S上的正投影可以與第一光反射層105於基板S上的正投影完全重疊，但本發明不限於此。
在一些實施例中，相鄰的任二濾波層106之間保有間隙G，且共用光反射層105的一部分自間隙G暴露於外。由於共用光反射層105在位於間隙G的部分不具備光透射性質，因此每一發光元件10發出至間隙G的光將被共用光反射層反射而不會穿透出第一光反射層105，以降低觀看視角較大時發生側向混光現象的機率，但本發明不限於此。
在一些實施例中，每一發光元件10更包括第二光反射層109，第二光反射層109覆蓋磊晶結構104的第二表面104b與連接第一表面104a與第二表面104b的側表面104s，但本發明不限於此。
在一些實施例中，導光結構108延伸超出磊晶結構104的側表面104s，但本發明不限於此。
在一些實施例中，每一發光元件10的多個電極以水平方式配置於基板S上，但本發明不限於此。
應說明的是，本發明不限制於上述實施例的各種態樣的發光元件與顯示面板，上述各種態樣的發光元件裡的配置方式與構件可以依照實際設計上的需求進行組合，且各種態樣的發光元件也可以依照實際設計上的需求設計於顯示面板中，只要顯示面板的發光元件的磊晶結構上設計有包括第一光反射層、折射率匹配層與濾波層的導光結構皆屬於本發明的保護範圍。
請參考圖14A與圖14B，相較於顯示面板DP1而言，本實施例的顯示面板DP2的發光元件20的導光結構208的濾波層206於基板S上的正投影面積小於或等於對應的磊晶結構104於基板S上的正投影面積，換句話說，導光結構208的濾波層206內縮於對應的磊晶結構104，但本發明不限於此。
請參考圖15A與圖15B，相較於顯示面板DP1而言，本實施例的顯示面板DP3的發光元件30的導光結構308的濾波層包括供第一色光通過的第一濾波層3061、供第二色光通過的第二濾波層3062以及供第三色光通過的第三濾波層3063，第一濾波層3061、第二濾波層3062以及第三濾波層3063依序堆疊於第一光反射層105上，以同時允許多種不同色光波長通過。以顯示器應用為例，可令第一濾波層3061、第二濾波層3062以及第三濾波層3063分別對應紅、藍、綠等波長之光線，如此一來，即可在顯示面板DP3一併製作所有濾波層，省去依據各個磊晶結構104的色光來設置相對應波長之濾波層的麻煩。
請參考圖16A與圖16B，相較於顯示面板DP3而言，本實施例的顯示面板DP4的發光元件40的導光結構408的濾波層(第一濾波層4061、第二濾波層4062與第三濾波層4063)於基板S上的正投影面積小於等於對應的磊晶結構104於基板S上的正投影面積，但本發明不限於此。
綜上所述，本發明的發光元件藉由第一光反射層與濾波層的搭配，以在磊晶結構的出光面分別形成禁制帶以及建設性干涉區間，並且僅允許波長在該區間內的光線通過。如此一來，可以讓出光的波長(顏色)被控制在小範圍內，提升發光元件的出光色純度，以使得包括該些發光元件的顯示面板具有較好的光學品質。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10、20、30、40、100、200、300、400、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200:發光元件 104、110、410:磊晶結構 104a、110a、410a:第一表面 104b、110b、410b:第二表面 104s、110s、410s:側表面 101、112、412:第一型半導體層 102、114、414:主動層 103、116、416:第二型半導體層 108、208、308、408、120、220、520:導光結構 105、205、122、422、522:第一光反射層 105a、122a、422a、522a:上表面 122b:下表面 106、206、124、224:濾波層 126:折射率匹配層 224e:側邊緣 109、330、430、1030:第二光反射層 3061、4061:第一濾波層 3062、4062:第二濾波層 3063、4063:第三濾波層 540、640:第一保護層 750:第二保護層 861、961、1061:第一電極 862、962、1062:第二電極 970:鈍化層 A、B、C、D、R:區域 DP1、DP2、DP3、DP4:顯示面板 L1、L2:光線 G:間隙 P:保護層 S:基板 R1、R11:第一區域 R2、R21:第二區域 θ1、θ2:光線
圖1至圖12繪示本發明一些實施例的發光元件的部分剖面示意圖。 圖13A、圖14A、圖15A與圖16A繪示本發明一些實施例的顯示面板的部分剖面示意圖。 圖13B、圖14B、圖15B與圖16B分別為圖13A的區域A、圖14A的區域B、圖15A的區域C與圖16A的區域D的部分放大示意圖。
100:發光元件
110:磊晶結構
110a:第一表面
110b:第二表面
112:第一型半導體層
114:主動層
116:第二型半導體層
120:導光結構
122:第一光反射層
122a:上表面
122b:下表面
124:濾波層
126:折射率匹配層
R:區域

Claims (18)

  1. 一種發光元件，包括：磊晶結構，具有相對的第一表面與第二表面，其中所述磊晶結構包括主動層；以及導光結構，設置於所述磊晶結構的所述第一表面上，其中所述導光結構包括第一光反射層以及局部覆蓋於所述第一光反射層的上表面的濾波層，且所述第一光反射層完全覆蓋所述第一表面，所述第一光反射層具有區分為一第一區域以及一第二區域的一上表面，所述濾波層覆蓋所述第一區域並暴露所述第二區域，使所述第一區域以及所述第二區域具有相異的等效折射率，以形成一光穿透區域以及一光遮蔽區域。
  2. 如請求項1所述的發光元件，所述第一區域的面積佔所述上表面的面積的比例大於或等於20%。
  3. 如請求項1所述的發光元件，更包括電性連接於所述磊晶結構的至少一個電極，所述至少一個電極與所述濾波層相鄰並且設置於所述上表面。
  4. 如請求項1所述的發光元件，更包括第二光反射層，覆蓋所述第二表面上。
  5. 如請求項4所述的發光元件，其中所述磊晶結構還具有連接所述第一表面與所述第二表面的側表面，且所述第二光反射層進一步覆蓋所述側表面。
  6. 如請求項5所述的發光元件，其中所述第一光反射層延伸超出所述磊晶結構的所述側表面，且所述第二光反射層連接所述第一光反射層。
  7. 如請求項1所述的發光元件，更包括第一保護層，其中所述導光結構位於所述第一保護層與所述磊晶結構之間，或者是所述第一保護層位於所述第一光反射層與所述磊晶結構之間。
  8. 如請求項7所述的發光元件，更包括第二保護層，設置於所述濾波層的兩側且覆蓋所述第一光反射層。
  9. 如請求項1所述的發光元件，更包括電性連接於所述磊晶結構的多個電極，其中所述多個電極設置於所述磊晶結構的所述第二表面，或所述多個電極分別設置於所述磊晶結構的所述第一表面與所述第二表面。
  10. 如請求項1所述的發光元件，其中所述濾波層的厚度與所述導光結構的等效折射率呈正相關。
  11. 如請求項1所述的發光元件，其中所述第一光反射層摻雜有P型材料或N型材料。
  12. 如請求項1所述的發光元件，其中所述第一光反射層與所述濾波層包含鋁材料，且所述第一光反射層的鋁含量小於所述濾波層的鋁含量。
  13. 一種顯示面板，包括：基板；以及多個發光元件，排列於所述基板上，其中所述多個發光元件 具有不同色光，且與所述基板電性連接，每一所述發光元件包括：磊晶結構，具有相對的第一表面與第二表面，所述磊晶結構包括主動層；導光結構，設置於所述磊晶結構的所述第一表面上，且所述導光結構包括第一光反射層以及局部覆蓋於所述第一光反射層的上表面的濾波層，所述第一光反射層完全覆蓋所述第一表面，所述第一光反射層具有區分為一第一區域以及一第二區域的一上表面，所述濾波層覆蓋所述第一區域並暴露所述第二區域，使所述第一區域以及所述第二區域具有相異的等效折射率，以形成一光穿透區域以及一光遮蔽區域。
  14. 如請求項13所述的顯示面板，其中所述多個發光元件的所述多個第一光反射層彼此相連。
  15. 如請求項14所述的顯示面板，更包括保護層，其中所述保護層位於所述多個第一光反射層與所述多個磊晶結構之間。
  16. 如請求項14所述的顯示面板，其中相鄰的任二所述濾波層之間保有間隙，且所述多個第一光反射層於所述間隙暴露於外。
  17. 如請求項13所述的顯示面板，其中所述多個發光元件分別具有第一色光、第二色光以及第三色光，每一所述發光元件包括供所述第一色光通過的第一濾波層、供所述第二色光通過的第二濾波層以及供所述第三色光通過的第三濾波層，且所述第 一濾波層、所述第二濾波層以及所述第三濾波層依序堆疊於所述第一光反射層上。
  18. 如請求項13所述的顯示面板，其中所述磊晶結構還具有連接所述第一表面與所述第二表面的側表面，每一所述發光元件更包括第二光反射層，所述第二光反射層覆蓋所述第二表面與所述側表面。
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