反射式相位延遲器及包含該反射式相位延遲器的半導(dǎo)體發(fā)光組件的制作方法
【專利摘要】一種反射式相位延遲器以及包含該反射式相位延遲器的半導(dǎo)體發(fā)光組件。本發(fā)明的反射式相位延遲器用以將具有第一偏極態(tài)的光線轉(zhuǎn)換成具有第二偏極態(tài)的光線，并將其反射出去。
【專利說明】反射式相位延遲器及包含該反射式相位延遲器的半導(dǎo)體發(fā)光組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種反射式相位延遲器(reflective phase retarder)以及包含該反射式相位延遲器的半導(dǎo)體發(fā)光組件(semiconductor light-emitting device)。
【背景技術(shù)】
[0002]波板(wave plate)，也被稱之為相位延遲器，其可以設(shè)計用以轉(zhuǎn)換光線的偏極態(tài)。相位延遲器的先前技術(shù)大多為穿透式相位延遲器，可應(yīng)用于光學(xué)系統(tǒng)里，用來轉(zhuǎn)換穿透光線的偏極態(tài)。
[0003]反射式相位延遲器已被提出應(yīng)用在例如微投影機等光學(xué)系統(tǒng)里，藉以由提升背光模塊(backlight module)中的極化效率(polarization efficiency)來滿足微晶投影技術(shù)所應(yīng)具備的高顯示對比(contrast ratio)的需求。
[0004]關(guān)于反射式相位延遲器的先前技術(shù)，目前僅見周期性(periodic)排列的凸條與溝渠之金屬繞射光柵(diffraction grating),但其制作困難。也有金屬粒子構(gòu)成的粗化表面做為反射式相位延遲器，惟其制作更為困難，目前僅見于理論。
[0005]此外，目前尚未見到采用反射式相位延遲器之半導(dǎo)體發(fā)光組件的結(jié)構(gòu)被提出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明之一目的在于提供一種反射式相位延遲器，且制造容易。
[0007]此外，本發(fā)明之另一目的在于提供一種包含反射式相位延遲器的半導(dǎo)體發(fā)光組件。
[0008]本發(fā)明的反射式相位延遲器的第一較佳具體實施例，包含基板、反射層以及多層膜結(jié)構(gòu)層。反射層形成在基板上。多層膜結(jié)構(gòu)層形成在反射層上且由奇數(shù)層對稱性膜堆重復(fù)堆棧所構(gòu)成。奇數(shù)層對稱性膜堆包含至少一非均向性介質(zhì)薄膜(anisotropicmediumfilm)。具有第一偏極態(tài)的光線自多層膜結(jié)構(gòu)層的頂表面射入，經(jīng)多層膜結(jié)構(gòu)層將第一偏極態(tài)轉(zhuǎn)換成一第二偏極態(tài)，且經(jīng)反射層反射從頂表面射出。
[0009]本發(fā)明的反射式相位延遲器的第二較佳具體實施例，包含透明基板、多層膜結(jié)構(gòu)層以及反射層。多層膜結(jié)構(gòu)層形成在透明基板的第一表面上，且由奇數(shù)層對稱性膜堆重復(fù)堆棧所構(gòu)成。奇數(shù)層對稱性膜堆包含至少一非均向性介質(zhì)薄膜。反射層形成在多層膜結(jié)構(gòu)層上。具有第一偏極態(tài)的光線自透明基板與第一表面相對的第二表面射入，經(jīng)多層膜結(jié)構(gòu)層將第一偏極態(tài)轉(zhuǎn)換成第二偏極態(tài)，且經(jīng)反射層反射從第二表面射出。
[0010]在一具體實施例中，至少一非均向性介質(zhì)薄膜皆由納米柱狀介質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)組所構(gòu)成。
[0011]本發(fā)明的反射式相位延遲器的第三較佳具體實施例，包含基板、反射層以及非均向性介質(zhì)薄膜。反射層形成在基板上。非均向性介質(zhì)薄膜形成在反射層上，且由納米柱狀介質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)組所構(gòu)成。具有第一偏極態(tài)的光線自非均向性介質(zhì)薄膜射入，經(jīng)非均向性介質(zhì)薄膜將第一偏極態(tài)轉(zhuǎn)換成第二偏極態(tài)，且經(jīng)反射層反射從非均向性介質(zhì)薄膜射出。
[0012]本發(fā)明的反射式相位延遲器的第四較佳具體實施例，包含透明基板、非均向性介質(zhì)薄膜以及反射層。非均向性介質(zhì)薄膜形成在透明基板的第一表面上，且由納米柱狀介質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)組所構(gòu)成。反射層形成在非均向性介質(zhì)薄膜上。具有第一偏極態(tài)的光線自透明與基板的第一表面相對的第二表面射入，經(jīng)非均向性介質(zhì)薄膜將第一偏極態(tài)轉(zhuǎn)換成第二偏極態(tài)，且經(jīng)反射層反射從第二表面射出。
[0013]本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光組件的一較佳具體實施例，包含半導(dǎo)體迭層、偏極分光鏡以及反射式相位延遲器。半導(dǎo)體迭層包含發(fā)光層。發(fā)光層能被電流激發(fā)以發(fā)射第一偏極態(tài)光線以及第二偏極態(tài)光線。偏極分光鏡形成在半導(dǎo)體迭層之頂表面上，用以讓第一偏極態(tài)光線穿透，并反射第二偏極態(tài)光線。反射式相位延遲器形成在半導(dǎo)體迭層的底表面上。經(jīng)反射的第二偏極態(tài)光線射入反射式相位延遲器，經(jīng)反射式相位延遲器轉(zhuǎn)換成第三偏極態(tài)光線，且經(jīng)反射式相位延遲器反射至偏極分光鏡，進而穿透偏極分光鏡，其中第三偏極態(tài)光線的偏極態(tài)與第一偏極態(tài)光線的偏極態(tài)相同。
[0014]在一具體實施例中，反射式相位延遲器包含多層膜結(jié)構(gòu)層以及反射層。多層膜結(jié)構(gòu)層形成在半導(dǎo)體迭層的底表面上，由奇數(shù)層對稱性膜堆重復(fù)堆棧所構(gòu)成。奇數(shù)層對稱性膜堆包含至少一非均向性介質(zhì)薄膜。反射層形成在多層膜結(jié)構(gòu)層上。
[0015]在一具體實施例中，至少一非均向性介質(zhì)薄膜皆由納米柱狀介質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)組所構(gòu)成。
[0016]在一具體實施例中，偏極分光鏡由多條平行的次波長金屬線所構(gòu)成，且相鄰的次波長金屬線具有固定的間距。
[0017]在一具體實施例中，偏極分光鏡為多層非均向性介質(zhì)膜結(jié)構(gòu)。
[0018]在一具體實施例中，偏極分光鏡包含結(jié)構(gòu)層、多層低折射率介質(zhì)膜以及多層高折射率介質(zhì)膜。結(jié)構(gòu)層形成在頂表面上且其表面上具有多條平行的突出結(jié)構(gòu)，且相鄰的突出結(jié)構(gòu)具有固定的間距。多層高折射率介質(zhì)膜與多層低折射率介質(zhì)膜交替地形成在結(jié)構(gòu)層上。
[0019]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以藉由以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的第一較佳具體實施例的反射式相位延遲器的剖面視圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的第二較佳具體實施例的反射式相位延遲器的剖面視圖。
[0022]圖3為本發(fā)明的第三較佳具體實施例的反射式相位延遲器的剖面視圖。
[0023]圖4為本發(fā)明的第四較佳具體實施例的反射式相位延遲器的剖面視圖。
[0024]圖5為本發(fā)明的反射式相位延遲器的范例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖6為本發(fā)明的反射式相位延遲器的范例一的局部剖面SEM照片。
[0026]圖7為本發(fā)明的反射式相位延遲器的范例一在可見光波長范圍的相位延遲量量測結(jié)果。
[0027]圖8為本發(fā)明的反射式相位延遲器的范例二的局部剖面SEM照片。
[0028]圖9為本發(fā)明的反射式相位延遲器的范例二在可見光波長范圍的相位延遲量量測結(jié)果。
[0029]圖10為本發(fā)明的一較佳具體實施例的半導(dǎo)體發(fā)光組件的剖面視圖。
[0030]【主要組件符號說明】
【權(quán)利要求】
1.一種反射式相位延遲器，其特征在于，包含: 一基板； 一反射層，形成在該基板上；以及 一多層膜結(jié)構(gòu)層，形成在該反射層上且由奇數(shù)層對稱性膜堆重復(fù)堆棧所構(gòu)成，該奇數(shù)層對稱性膜堆包含至少一非均向性介質(zhì)薄膜，其中具有一第一偏極態(tài)的一光線自該多層膜結(jié)構(gòu)層的一頂表面射入，經(jīng)該多層膜結(jié)構(gòu)層將該第一偏極態(tài)轉(zhuǎn)換成一第二偏極態(tài)，且經(jīng)該反射層反射后從該頂表面射出。
2.如權(quán)利要求1所述的反射式相位延遲器，其中，該至少一非均向性介質(zhì)薄膜皆由納米柱狀介質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)組所構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的反射式相位延遲器，其中，進一步包含: 至少一匹配層，形成在多層膜結(jié)構(gòu)層上，以降低該光線入射該多層膜結(jié)構(gòu)層的表面的反射率。
4.一反射式相位延遲器，其特征在于，包含: 一透明基板； 一多層膜結(jié)構(gòu)層，形成在該透明基板的一第一表面上且由奇數(shù)層對稱性膜堆重復(fù)堆棧所構(gòu)成，該奇數(shù)層對稱性膜堆包含至少一非均向性介質(zhì)薄膜；以及 一反射層，形成在該多層膜結(jié)構(gòu)層上，其中，具有一第一偏極態(tài)的一光線自與該透明基板的該第一表面相對的一第二表面射入，經(jīng)該多層膜結(jié)構(gòu)層將該第一偏極態(tài)轉(zhuǎn)換成一第二偏極態(tài)，且經(jīng)該反射層反射從該第二表面射出。
5.如權(quán)利要求4所述的反射式相位延遲器，其中，該至少一非均向性介質(zhì)薄膜皆由納米柱狀介質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)組所構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的反射式相位延遲器，其中，進一步包含: 至少一匹配層，形成在該透明基板與該多層膜結(jié)構(gòu)層之間，以降低該光線入射該多層膜結(jié)構(gòu)層的表面的反射率。
7.一反射式相位延遲器，其特征在于，包含: 一基板； 一反射層，形成在該基板上；以及 一非均向性介質(zhì)薄膜，形成在該反射層上且由納米柱狀介質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)組所構(gòu)成，其中具有一第一偏極態(tài)的一光線自該非均向性介質(zhì)薄膜射入，經(jīng)該非均向性介質(zhì)薄膜將該第一偏極態(tài)轉(zhuǎn)換成一第二偏極態(tài)，且經(jīng)該反射層反射從該非均向性介質(zhì)薄膜射出。
8.一反射式相位延遲器，其特征在于，包含: 一透明基板； 一非均向性介質(zhì)薄膜，形成在該透明基板的一第一表面上且由納米柱狀介質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)組所構(gòu)成；以及 一反射層，形成在該非均向性介質(zhì)薄膜上，其中具有一第一偏極態(tài)的一光線自該透明基板與該第一表面相對的一第二表面射入，經(jīng)該非均向性介質(zhì)薄膜將該第一偏極態(tài)轉(zhuǎn)換成一第二偏極態(tài)，且經(jīng)該反射層反射從該第二表面射出。
9.一種半導(dǎo)體發(fā)光組件，其特征在于，包含: 一半導(dǎo)體迭層，包含一發(fā)光層，其中該發(fā)光層能被一電流激發(fā)以發(fā)射一第一偏極態(tài)光線以及一第二偏極態(tài)光線； 一偏極分光鏡，形成在該半導(dǎo)體迭層的一頂表面上，用以讓該第一偏極態(tài)光線穿透，并反射該第二偏極態(tài)光線；以及 一反射式相位延遲器，形成在該半導(dǎo)體迭層的一底表面上，其中該經(jīng)反射的第二偏極態(tài)光線射入該反射式相位延遲器，經(jīng)該反射式相位延遲器轉(zhuǎn)換成一第三偏極態(tài)光線，且經(jīng)該反射式相位延遲器反射至該偏極分光鏡，進而穿透該偏極分光鏡，該第三偏極態(tài)光線的偏極態(tài)與該第一偏極態(tài)光線的偏極態(tài)相同。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體發(fā)光組件，其中，該反射式相位延遲器包含: 一多層膜結(jié)構(gòu)層，形成在該底表面上且由奇數(shù)層對稱性膜堆重復(fù)堆棧所構(gòu)成，該奇數(shù)層對稱性膜堆包含至少一非均向性介質(zhì)薄膜；以及一反射層，形成在該多層膜結(jié)構(gòu)層上。
11.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體發(fā)光組件，其中，該至少一非均向性介質(zhì)薄膜皆由納米柱狀介質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)組所構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體發(fā)光組件，其中，該反射式相位延遲器并且包含: 至少一匹配層，形成在該透明基板與該多層膜結(jié)構(gòu)層之間，以降低該經(jīng)反射的第二偏極態(tài)光線入射該多層膜結(jié)構(gòu)層的表面的反射率。
13.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體發(fā)光組件，其中，該偏極分光鏡由多條平行的次波長金屬線所構(gòu)成，且相鄰的次波長金屬線具有一固定的間距。
14.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體發(fā)光組件,其中，該偏極分光鏡為一多層非均向性介質(zhì)膜結(jié)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體發(fā)光組件,其中，該偏極分光鏡包含: 一結(jié)構(gòu)層，形成在該頂表面上且其一表面上具有多條平行的突出結(jié)構(gòu)，且相鄰的突出結(jié)構(gòu)具有一固定的間距； 多層低折射率介質(zhì)膜；以及 多層高折射率介質(zhì)膜，與該多層低折射率介質(zhì)膜交替地形成在該結(jié)構(gòu)層上。
【文檔編號】G02B27/28GK103676181SQ201310039872
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月13日
【發(fā)明者】任貽均 申請人:任貽均