專利名稱：發(fā)光二極管及其制造方法和包含其的液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管，尤其涉及一種發(fā)光二極管、發(fā)光二極管的制造方法和包含該發(fā)光二極管的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
近來，因為發(fā)光二極管(LED)具有小尺寸、低功耗、高可靠性等，所以LED是廣泛使用的顯示裝置。氮化物半導(dǎo)體用作LED的材料。圖1是圖解根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的氮化物半導(dǎo)體LED的示圖。參照圖1，氮化物半導(dǎo)體LED 37包括在基板21上的緩沖層23、n (負(fù))型半導(dǎo)體層 25、有源層27、ρ (正)型半導(dǎo)體層四、透明電極31、η型金屬電極35和ρ型金屬電極33。因為氮化物半導(dǎo)體LED 37使用絕緣體的藍(lán)寶石基板21，所以為了形成電極33和 35，以臺階形狀部分蝕刻η型半導(dǎo)體層25，因而所述電極以頂-頂(top-top)方式布置。換句話說，η型金屬電極35形成在暴露的η型半導(dǎo)體層25的一角，ρ型金屬電極 33形成在透明電極31上。氮化物半導(dǎo)體LED 37通過來自ρ型金屬電極33的空穴和來自η型金屬電極35 的電子的結(jié)合而發(fā)光。LED 37廣泛用于需要光源的各個領(lǐng)域，如廣告板、液晶顯示器(LCD)寸。然而，因為從LED 37發(fā)射的光是類似自然散射光的非偏振光，所以對于如LCD等需要特定偏振光的顯示裝置，需要額外的材料，例如偏振片。然而，在該情形中，來自LED 37的光穿過偏振片損耗了大約40%到50%。因此， 降低了顯示裝置的亮度。為了防止所述亮度降低，提出了增加LED37發(fā)射的光的亮度。然而，這導(dǎo)致功耗的增加。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種基本上克服了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點而導(dǎo)致的一個或多個問題的發(fā)光二極管、發(fā)光二極管的制造方法及包含該發(fā)光二極管的液晶顯示器。本發(fā)明的優(yōu)點是提供了一種能改善光損耗的發(fā)光二極管、發(fā)光二極管的制造方法及包含該發(fā)光二極管的液晶顯示器。在下面的描述中將列出本發(fā)明的其它的特征和優(yōu)點，這些特征和優(yōu)點的一部分從所述描述將是顯而易見的，或者可從本發(fā)明的實施領(lǐng)會到。通過說明書、權(quán)利要求以及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點。為了獲得這些和其它的優(yōu)點并根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里具體表示和廣義描述的，一種發(fā)光二極管，包括在基板上且由金屬材料制成的第一格柵層；在所述第一格柵層上的p-n半導(dǎo)體多層膜；和在所述p-n半導(dǎo)體多層膜上且由金屬材料制成的第二格柵層，其中所述第一格柵層包括基底層、和從所述基底層突出且沿第一方向的多條第一格柵線，其中所述第二格柵層包括沿第二方向的多條第二格柵線，且其中所述P-n半導(dǎo)體多層膜包括有源層、在所述第一格柵層與所述有源層之間的η型半導(dǎo)體層、以及在所述第二格柵層與所述有源層之間的P型半導(dǎo)體層。在另一個方面中，一種制造發(fā)光二極管的方法，包括在基板上形成由金屬材料制成的第一格柵層；在所述第一格柵層上形成P-n半導(dǎo)體多層膜；和在所述P-n半導(dǎo)體多層膜上形成由金屬材料制成的第二格柵層，其中所述第一格柵層包括基底層、和從所述基底層突出且沿第一方向的多條第一格柵線，其中所述第二格柵層包括沿第二方向的多條第二格柵線，且其中所述P-n半導(dǎo)體多層膜包括有源層、在所述第一格柵層與所述有源層之間的η型半導(dǎo)體層、以及在所述第二格柵層與所述有源層之間的P型半導(dǎo)體層。在另一個方面中，一種液晶顯示器，包括液晶面板；包括發(fā)光二極管并給所述液晶面板提供光的背光單元；和在所述液晶面板與所述背光單元之間的偏振片，其中所述發(fā)光二極管包括在基板上且由金屬材料制成的第一格柵層、在所述第一格柵層上的P-n半導(dǎo)體多層膜、和在所述P-n半導(dǎo)體多層膜上且由金屬材料制成的第二格柵層，其中所述第一格柵層包括基底層、和從所述基底層突出且沿第一方向的多條第一格柵線，其中所述第二格柵層包括沿第二方向的多條第二格柵線，其中所述P-n半導(dǎo)體多層膜包括有源層、在所述第一格柵層與所述有源層之間的η型半導(dǎo)體層、以及在所述第二格柵層與所述有源層之間的P型半導(dǎo)體層，且其中所述偏振片的偏振軸垂直于所述第二方向。在另一個方面中，一種發(fā)光二極管，包括在基板上且由金屬材料制成的第一格柵層；在所述第一格柵層上的P-n半導(dǎo)體多層膜；和在所述p-n半導(dǎo)體多層膜上且由金屬材料制成的第二格柵層，其中所述第一格柵層包括基底層、從所述基底層突出且沿第一方向的多條第一格柵線、以及從所述基底層突出且沿第三方向的多條第三格柵線，其中所述第二格柵層包括沿第二方向的多條第二格柵線，且其中所述P-n半導(dǎo)體多層膜包括有源層、 在所述第一格柵層與所述有源層之間的η型半導(dǎo)體層、以及在所述第二格柵層與所述有源層之間的P型半導(dǎo)體層。在另一個方面中，一種制造發(fā)光二極管的方法，包括在基板上形成由金屬材料制成的第一格柵層；在所述第一格柵層上形成P-n半導(dǎo)體多層膜；和在所述P-n半導(dǎo)體多層膜上形成由金屬材料制成的第二格柵層，其中所述第一格柵層包括基底層、從所述基底層突出且沿第一方向的多條第一格柵線、以及從所述基底層突出且沿第三方向的多條第三格柵線，其中所述第二格柵層包括沿第二方向的多條第二格柵線，且其中所述P-n半導(dǎo)體多層膜包括有源層、在所述第一格柵層與所述有源層之間的η型半導(dǎo)體層、以及在所述第二格柵層與所述有源層之間的P型半導(dǎo)體層。在另一個方面中，一種液晶顯示器，包括液晶面板；包括發(fā)光二極管并給所述液晶面板提供光的背光單元；和在所述液晶面板與所述背光單元之間的偏振片，其中所述發(fā)光二極管包括在基板上且由金屬材料制成的第一格柵層、在所述第一格柵層上的P-n半導(dǎo)體多層膜、和在所述P-n半導(dǎo)體多層膜上且由金屬材料制成的第二格柵層，其中所述第一格柵層包括基底層、從所述基底層突出且沿第一方向的多條第一格柵線、以及從所述基底層突出且沿第三方向的多條第三格柵線，其中所述第二格柵層包括沿第二方向的多條第二格柵線，且其中所述p-n半導(dǎo)體多層膜包括有源層、在所述第一格柵層與所述有源層之間的η型半導(dǎo)體層、以及在所述第二格柵層與所述有源層之間的P型半導(dǎo)體層，且其中所述偏振片的偏振軸垂直于所述第二方向。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明前面的一般性描述和下面的詳細(xì)描述都是例示性的和解釋性的，意在對要求保護的內(nèi)容提供進一步的解釋。


給本發(fā)明提供進一步理解并組成說明書一部分的附解了本發(fā)明的實施方式并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是圖解根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的氮化物半導(dǎo)體LED的示圖；圖2是圖解根據(jù)本發(fā)明第一個實施方式的LED元件的示圖；圖3是沿圖2的線III-III的剖面圖；圖4是圖解根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的LED的層疊結(jié)構(gòu)的示圖；圖5是圖解根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的LED的剖面圖；圖6是圖解根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的LED的偏振特性的示圖；圖7A到7H是圖解根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的LED的剖面圖；圖8是圖解根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的LED的層疊結(jié)構(gòu)的示圖；圖9是圖解使用根據(jù)本發(fā)明實施方式的LED的LCD的剖面圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的例示性實施方式，附圖中圖解了這些實施方式。圖2是圖解根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的LED元件的示圖，圖3是沿圖2的線 III-III的剖面圖。參照圖2和3，在LED元件141中，在印刷電路板(PCB) 149上形成反射框143，反射框143包括一空間。具有偏振特性的LED 130位于反射框143的所述空間中并與PCB149 相對，配線部151位于LED 130和PCB149之間。熒光材料147包圍LED 130。在熒光材料147和LED 130上配置透鏡145，以均勻發(fā)射來自LED 130的光。當(dāng)給LED 130施加電力時，光從LED 130發(fā)射出，入射到熒光材料147上并穿過透鏡145到達(dá)外部。伴隨著光從LED130發(fā)射到外部，反射框143散發(fā)出高溫?zé)崃俊７瓷淇?43可由具有高反射率的材料制成。具有熱輻射特性的金屬芯PCB可用作PCB 149?？刹捎闷渲惺褂靡约t色、綠色、藍(lán)色等著色的透明合成樹脂的LED元件141。將進一步參照圖4和5詳細(xì)解釋具有偏振特性的LED 130。圖4是圖解根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的LED的層疊結(jié)構(gòu)的示圖，圖5是圖解根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的LED的剖面圖。參照圖4和5，LED 130包括在基板121上的第一和第二格柵層131和133、以及在第一和第二格柵層131和133之間的p-n(正-負(fù))半導(dǎo)體多層膜135。可在第二格柵層133上形成透明保護層137以保護LED 130。第一格柵層131可由具有高反射率的金屬材料制成。例如，第一格柵層131可由鋁(Al)、銀(Ag)、金(Au)、鈀(Pd)或鉬(Pt)或它們的混合物制成，但并不限于此。第一格柵層131可具有大約2位數(shù)納米到大約3位數(shù)納米的厚度。第一格柵層131包括基底層131a和從基底層131a突出并沿第一方向的多條第一格柵線GW1。凹槽GR位于相鄰的第一格柵線GWl之間并沿所述第一方向。因為第一格柵線GWl和凹槽GR交替布置，所以第一格柵層131具有不平坦的剖面形狀。第一格柵線GWl可具有例如個位數(shù)納米的寬度尺寸。因為第一格柵線GWl具有納米尺寸，所以可稱作納米線。第二格柵層133包括沿第二方向的多條第二格柵線GW2。第二格柵層133可由鋁 (Al)、銀(Ag)、金(Au)、鈀(Pd)或鉬(Pt)或它們的混合物制成，但并不限于此。第二格柵層133可具有大約2位數(shù)納米的厚度到大約3位數(shù)納米的厚度。開口 OP位于相鄰的第二格柵線GW2之間并沿所述第二方向。開口 P暴露出第二格柵層133下面的層。在第二格柵線GW2的至少一端，多條第二格柵線GW2可相互連接。第二格柵線GW2可具有例如個位數(shù)納米的寬度尺寸。第二格柵線GW2之間的布置間隔，即間距可為300納米或更小。此外，間距可為從LED 130發(fā)射的光的波長的一半或更第一和第二格柵層131和133可用作電極，所述電極被供給有用于LED130的驅(qū)動電壓。例如，第一格柵層131用作第一電極，即η型電極，第二格柵層133用作第二電極，即 P型電極。第一和第二格柵線GWl和GW2的延伸方向，即長度方向彼此平行或交叉。優(yōu)選第一和第二格柵線GWl和GW2成大約45 士 5度的夾角。第一和第二格柵線GWl和GW2的每個都可具有諸如三角形、四邊形等多邊形形狀、 圓形形狀、或其他幾何形狀。ρ-η半導(dǎo)體多層膜135可由III-V族半導(dǎo)體材料，例如III-V族氮化物半導(dǎo)體材料制成。ρ-η半導(dǎo)體多層膜135可包括多個半導(dǎo)體層，例如，η型半導(dǎo)體層13fe、p型半導(dǎo)體層13 和有源層135c。η型半導(dǎo)體層13 可在第一格柵層131的頂表面上，ρ型半導(dǎo)體層13 可在第二格柵層133的底表面上，有源層135c可位于η型半導(dǎo)體層13 和ρ型半導(dǎo)體層13 之間。在ρ-η半導(dǎo)體多層膜135的多層之中的相鄰層可由相同的材料或不同的材料制成。換句話說，Ρ-η半導(dǎo)體多層膜135可包括至少一個單質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)或至少一個異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。 在本實施方式中，優(yōu)選構(gòu)成異質(zhì)結(jié)，這可提高電子濃度和空穴濃度，并且因而可提高發(fā)光效率。在ρ-η半導(dǎo)體多層膜135中，η型氮化鎵(GaN)層可用作η型半導(dǎo)體層13 ，ρ型氮化鎵(GaN)層可用作ρ型半導(dǎo)體層13恥。有源層135c可具有多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)。例如，氮化銦鎵/氮化鎵(InGaN/GaN)層可用作有源層135c。
8
藍(lán)寶石基板、硅(Si)基板、砷化鎵(GaAs)基板、碳化硅(SiC)基板或氮化鎵(GaN) 基板可用作基板121。基板121可是透明的或不透明的。當(dāng)提供驅(qū)動電壓到如上所述的LED 130的第一和第二格柵層131和133時，η型半導(dǎo)體層13 的電子和ρ型半導(dǎo)體層13 的空穴在有源層135c處結(jié)合從而發(fā)光。有源層135發(fā)射非偏振光，可通過第一和第二格柵層131和133將該非偏振光轉(zhuǎn)換為預(yù)定方向上的線性偏振光。因此，最終從LED 130發(fā)射線性偏振光。進一步參照圖6詳細(xì)解釋LED 130的偏振特性。圖6是圖解根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的LED的偏振特性的示圖。參照圖6，當(dāng)給第一和第二格柵層131和133施加電壓時，來自η型半導(dǎo)體層13 的電子和來自P型半導(dǎo)體層13 的空穴在有源層135c處結(jié)合，從而發(fā)射光Li。從有源層135c發(fā)射的光Ll是非偏振態(tài)的。非偏振光Ll分為s偏振光和ρ偏振光，s偏振光具有與第二格柵線GW2的延伸方向平行的偏振方向，ρ偏振光具有與第二格柵線GW2的延伸方向垂直(即第二格柵線GW2的寬度方向)的偏振方向。對于ρ偏振光，當(dāng)其入射到第二格柵層133上時，第二格柵層133中的自由電子沿納米線的寬度方向上的振動在空間上受到限制。換句話說，因為第二格柵線GW2的寬度比長度小的多，可以忽略不計，所以自由電子沿寬度方向上的振動受到限制。因此，入射的大部分P偏振光穿過第二個格柵層133，沒有穿過第二格柵層133的極少量ρ偏振光被第二個格柵層133吸收或反射。因而，大部分ρ偏振光L2穿過第二個格柵層133并發(fā)射出。對于s偏振光，當(dāng)其入射到第二格柵層133上時，第二個格柵層133中的自由電子沿納米線的延伸方向，即長度方向振動，因而顯示出較高的金屬反射特性。因此，入射的大部分s偏振光不會穿過第二個格柵層133，而是被第二格柵層133反射，且入射的極少量s 偏振光被第二格柵層133吸收。這樣，s偏振光基本上被第二格柵層133反射。被第二格柵層133反射的s偏振光L3入射到第一格柵層131。第一格柵層131用作偏振轉(zhuǎn)換層以及反射層。換句話說，因為在第一格柵層131中配置了突出且沿第一方向延伸的第一格柵線GWl，所以第一格柵層131具有不平坦的形狀，因而用作偏振轉(zhuǎn)換層。此外，因為第一格柵層131由具有高反射率的金屬材料制成，所以用作反射層。因此，入射到第一格柵層131上的大部分光L3被反射且其偏振被轉(zhuǎn)換。例如，當(dāng) s偏振光入射到第一格柵層131上時，s偏振光被轉(zhuǎn)換為ρ偏振和s偏振光。因此，入射的 s偏振光大部分被反射，反射光包括P偏振分量和s偏振分量。被第一格柵層131反射的反射光L4再次入射到第二格柵層133上。參照第二格柵層133的上述特性，在反射光L4之中，ρ偏振分量(即ρ偏振光)被發(fā)射，而s偏振分量 (即s偏振光)被反射。通過重復(fù)上述過程，LED130中產(chǎn)生的光作為ρ偏振光發(fā)射。這樣，在第一實施方式中，通過第一和第二格柵層131和133之間的反射，進行光的再利用過程，因而產(chǎn)生的大部分光可被轉(zhuǎn)換成預(yù)定的偏振光并被發(fā)射。根據(jù)第二個格柵線GW2的間距ρ的調(diào)整，可調(diào)整LED 130發(fā)射的光的波長范圍。例如，為了使來自LED 130的光的波長范圍變寬或變窄，適當(dāng)調(diào)整第二個格柵線GW2的間距ρ。 因此，可提供具有理想波長范圍的光。參照圖7A到7H解釋根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的LED的制造方法。
圖7A到7H是圖解根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的LED的剖面圖。參照圖7A，在基板121上沉積第一金屬材料，形成第一金屬層122。然后，在第一金屬層122上形成第一光刻膠層，使用光掩模進行光刻工序。因此，形成第一光刻膠圖案171。參照圖7B，使用第一光刻膠圖案作為蝕刻掩模蝕刻第一金屬層122。進行該蝕刻工序以便部分移除第一金屬層122。因此，形成了第一格柵層131，所述第一格柵層131包括移除了第一金屬層122的凹部和沒有移除第一金屬層122的突部。凹部是凹槽GR，突部是第一格柵線GWl。凹槽GR和第一格柵線GWl沿第一方向延伸。參照圖7C，進行剝離工序以便移除第一光刻膠圖案171。參照圖7D，在第一格柵層131上形成p-n半導(dǎo)體多層膜135。例如，通過MOCVD (金屬有機化學(xué)汽相沉積)方法、MBE (分子束外延)方法、VPE (汽相外延)方法等，順序形成η 型半導(dǎo)體層135a、有源層135c和ρ型半導(dǎo)體層13恥。然后，在p-n半導(dǎo)體多層膜135上形成第二光刻膠層180。參照圖7E，對第二光刻膠層180進行光刻工序，形成第二光刻膠圖案181。參照圖7F，在具有第二光刻膠圖案181的基板121上沉積第二金屬材料，形成第二金屬層123。第二金屬層123形成在第二光刻膠圖案181上并填充第二光刻膠圖案181的開口。參照圖7G，進行移除第二光刻膠圖案181的工序。該工序稱作掀離(lift-off)工序。因此，移除了保留在第二光刻膠圖案181上的第二金屬層123，而仍保留了第二光刻膠圖案181的開口中的第二金屬層123。因此，形成了包括沿第二方向的第二格柵線GW2的第二格柵層133。因為移除了第二光刻膠圖案181，所以在相鄰的第二格柵線GW2之間形成開 Π OP。參照圖7H，在第二格柵層133上形成保護層137。保護層137可由有機絕緣材料或無機絕緣材料制成。通過上述工序，可制造根據(jù)第一實施方式的LED 130。在上述工序中，使用光刻工序形成第一和第二格柵層131和133。然而，光刻工序是形成第一和第二格柵層131和133的一個例子，還可采用其他各種方法。例如，可使用激光干涉構(gòu)圖法、納米印刷法、自組裝法、選擇性插入和分散納米粒子法、熱沉積納米粒子法寸。圖8是圖解根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的LED的層疊結(jié)構(gòu)的示圖。參照圖8，除第一格柵層131的構(gòu)造之外，第二實施方式的LED 130與第一實施方式的LED相同。因此，省略與第一實施方式的部件相同的部件的解釋。第二實施方式的LED 130包括在基板121上的第一和第二格柵層131和133、以及在第一和第二格柵層131和133之間的p-n半導(dǎo)體多層膜135。此外，與第一實施方式相同，可在第二格柵層133上形成透明保護層以保護LED 130。第一格柵層131可由具有高反射率的金屬材料制成。第一格柵層131包括基底層131a、從基底層131a突出并沿第一方向的多條第一格柵線GW1、以及從基底層131a突出并沿第三方向的多條第三格柵線GW3。第一和第三格柵線GWl和GW3彼此交叉。第一和第三格柵線GWl和GW3限定了由它們包圍的凹槽GR。因為第一格柵線GWl和凹槽GR交替布置且第三格柵線GW3和凹槽GR交替布置，所以第一格柵層131具有不平坦的剖面形狀。第一和第三格柵線GWl和GW3的每個可具有例如個位數(shù)納米的寬度尺寸。因為第一和第三格柵線GWl和GW3的每個都具有上述納米尺寸，所以可稱作納米線。第二格柵層133包括沿第二方向的多條第二格柵線GW2。開口 OP位于相鄰的第二格柵線GW2之間并沿第二方向。開口 OP暴露出第二格柵層133下面的層。在第二格柵線GW2的至少一端，多條第二格柵線GW2可相互連接。第二格柵線GW2可具有例如個位數(shù)納米的寬度尺寸。第二格柵線GW2之間的布置間隔，即間距可為300納米或更小。此外，間距可為從LED 130發(fā)射的光的波長的一半或更小。第一和第二格柵層131和133可用作電極，所述電極被供給有用于LED130的驅(qū)動電壓。例如，第一格柵層131用作第一電極，即η型電極，第二格柵層133用作第二電極，即 P型電極。第一或第三格柵線GWl或GW3和第二格柵線GW2的延伸方向，即長度方向彼此平行或交叉。優(yōu)選第一和第二格柵線GWl和GW2成大約45士5度的夾角，第三和第二格柵線 GW3和GW2成大約45士5度的夾角。在該情形中，第一和第三格柵線GWl和GW3成大約90 度的夾角。第一到第三格柵線GWl到GW3的每個都可具有諸如三角形、四邊形等多邊形形狀、 圓形形狀、或其他幾何形狀。ρ-η半導(dǎo)體多層膜135可由III-V族半導(dǎo)體材料，例如III-V族氮化物半導(dǎo)體材料制成。如第一實施方式中所述，ρ-η半導(dǎo)體多層膜135可包括多個半導(dǎo)體層，例如，η型半導(dǎo)體層(圖5的135a)、ρ型半導(dǎo)體層(圖5的135b)和有源層(圖5的135c)。將詳細(xì)解釋根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的LED 130的偏振特性。當(dāng)給第一和第二格柵層131和133施加電壓時，來自η型半導(dǎo)體層的電子和來自 P型半導(dǎo)體層的空穴在有源層處結(jié)合，從而發(fā)射光Li。從有源層135c發(fā)射的光Ll是非偏振態(tài)的。非偏振光Ll分為s偏振光和ρ偏振光，s偏振光具有與第二格柵線GW2的延伸方向平行的偏振方向，ρ偏振光具有與第二格柵線GW2的延伸方向垂直(即第二格柵線GW2的寬度方向)的偏振方向。對于P偏振光，當(dāng)其入射到第二格柵層133上時，第二格柵層133中的自由電子沿納米線的寬度方向上的振動在空間上受到限制。換句話說，因為第二格柵線GW2的寬度比長度小的多，可以忽略不計，所以自由電子沿寬度方向上的振動受到限制。因此，入射的大部分P偏振光穿過第二個格柵層133，沒有穿過第二格柵層133的很少量ρ偏振光被第二個格柵層133吸收或反射。因而，大部分ρ偏振光L2穿過第二個格柵層133并被發(fā)射出。對于s偏振光，當(dāng)其入射到第二格柵層133上時，第二個格柵層133中的自由電子沿納米線的延伸方向，即長度方向振動，因而顯示出較高的金屬反射特性。因此，入射的大部分s偏振光不會穿過第二個格柵層133，而是被第二格柵層133反射，且入射的很少量s 偏振光被第二格柵層133吸收。這樣，s偏振光基本上被第二格柵層133反射。被第二格柵層133反射的s偏振光L3入射到第一格柵層131上。第一格柵層131用作偏振轉(zhuǎn)換層以及反射層。換句話說，因為在第一格柵層131中配置了突出且沿第一方向延伸的第一格柵線GW1，所以第一格柵層131具有不平坦的形狀，因而用作偏振轉(zhuǎn)換層。 此外，因為在第一格柵層131中進一步配置了與第一格柵線GWl交叉的第三格柵線GW3，所以偏振轉(zhuǎn)換特性改善成比第一實施方式的更好。此外，因為第一格柵層131由具有高反射率的金屬制成，所以用作反射層。因此，入射到第一格柵層131上的大部分光L3被反射且其偏振被轉(zhuǎn)換。例如，當(dāng) s偏振光入射到第一格柵層131上時，s偏振光被轉(zhuǎn)換為ρ偏振和s偏振光。因此，入射的 s偏振光大部分被反射，反射光包括P偏振分量和s偏振分量。被第一格柵層131反射的反射光L4再次入射到第二格柵層133上。參照第二格柵層133的上述特性，在反射光L4之中，ρ偏振分量(即ρ偏振光)被發(fā)射，而s偏振分量 (即s偏振光)被反射。通過重復(fù)上述過程，LED 130中產(chǎn)生的光作為ρ偏振光發(fā)射。這樣，在第二實施方式中，通過第一和第二格柵層131和133之間的反射，進行光的再利用過程，因而產(chǎn)生的大部分光可被轉(zhuǎn)換成預(yù)定的偏振光并被發(fā)射。進一步參照圖9解釋使用根據(jù)本發(fā)明上述實施方式的LED 130的IXD。圖9是圖解使用根據(jù)本發(fā)明實施方式的LED的LCD的剖面圖。進一步參照圖9，IXD 200包括液晶面板210、給液晶面板210提供光的背光單元 260、以及第一和第二偏振片251和252。液晶面板210包括第一和第二基板220和230、以及在第一和第二基板220和230 之間的液晶層對0。第一基板220可稱作陣列基板。盡管圖中沒有示出，但可在第一基板220上形成彼此交叉以限義像素區(qū)域的柵極線和數(shù)據(jù)線?？稍诘谝换?20的像素區(qū)域中形成與柵極線和數(shù)據(jù)線連接的開關(guān)晶體管和與開關(guān)晶體管連接的像素電極。第二基板230可稱作濾色器基板或?qū)ο蚧濉１M管圖中沒有示出，但可在第二基板230上形成黑矩陣、濾色器層和公共電極。黑矩陣可對應(yīng)于柵極線和數(shù)據(jù)線以及開關(guān)晶體管。濾色器層可對應(yīng)于像素區(qū)域。公共電極可形成在濾色器層上并面對像素電極。第一和第二偏振片251和252可分別在第一和第二基板220和230的外表面上。 第一和第二偏振片251和252具有各自的偏振軸。因此，第一和第二偏振片251和252的每個都透過與其偏振軸平行地偏振化的光。背光單元260包括多個LED元件141。LED元件141可安裝在印刷電路板149上。 LED元件141包括根據(jù)第一或第二實施方式的LED 130。盡管圖中沒有示出，但背光單元260可包括在第一偏振片251與LED元件141之間的至少一個光學(xué)片。例如，所述至少一個光學(xué)片可包括擴散片和棱鏡片。如上所述，LED 130將其中產(chǎn)生的非偏振光轉(zhuǎn)換為預(yù)定的偏振光，例如與第二格柵線GW2的長度方向垂直地偏振化的光。來自LED 130的偏振光入射到第一偏振片251上。第一偏振片251的偏振軸與偏振光的偏振方向基本相同。換句話說，第一偏振片251的偏振軸與第二格柵線GW2的寬度方向平行，即與第二格柵線GW2的長度方向垂直。根據(jù)第一偏振片251的偏振軸的這種構(gòu)造，從LED元件141發(fā)射的幾乎所有光都能穿過第一偏振片251。換句話說，通過第一偏振片251的光的損耗率接近0%。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，LED 130的光的損耗率顯著降低。此外，不再需要現(xiàn)有技術(shù)中增加電力以補償光損耗的手段，因而在功耗方面是有效的。參照圖9解釋制造IXD 210的方法。單獨制造第一和第二基板220和230，然后將其間具有液晶層240的第一和第二基板220和230彼此結(jié)合，因而制成液晶面板210。給液晶面板210的相應(yīng)外表面粘附第一和第二偏振片251和252。使用例如頂殼、底殼、主支架等組件，組裝具有偏振片251和252的液晶面板210 和包括LED元件141的背光單元沈0。在組裝過程中，可進行將驅(qū)動電路組件與液晶面板 210連接的工序。通過上述工序，可制成IXD 210。在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，本發(fā)明可進行各種修改和變化，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。因而，本發(fā)明意在覆蓋落入所附權(quán)利要求及其等價物范圍內(nèi)的本發(fā)明的修改和變化。
1權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管，包括在基板上的第一格柵層，所述第一格柵層由金屬材料制成； 在所述第一格柵層上的Ρ-Π半導(dǎo)體多層膜；和在所述p-n半導(dǎo)體多層膜上的第二格柵層，所述第二格柵層由金屬材料制成， 其中所述第一格柵層包括基底層、和從所述基底層突出且沿第一方向的多條第一格柵線，其中所述第二格柵層包括沿第二方向的多條第二格柵線，且其中所述p-n半導(dǎo)體多層膜包括有源層、在所述第一格柵層與所述有源層之間的η型半導(dǎo)體層、以及在所述第二格柵層與所述有源層之間的P型半導(dǎo)體層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二極管，其中所述第一和第二方向成大約45士5度的夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二極管，其中所述第二格柵線的間距為大約300納米或更小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二極管，其中所述第一和第二格柵層被供給驅(qū)動電壓。
5.一種制造發(fā)光二極管的方法，所述方法包括在基板上形成第一格柵層，所述第一格柵層由金屬材料制成； 在所述第一格柵層上形成P-n半導(dǎo)體多層膜；和在所述P-n半導(dǎo)體多層膜上形成第二格柵層，所述第二格柵層由金屬材料制成， 其中所述第一格柵層包括基底層、和從所述基底層突出且沿第一方向的多條第一格柵線，其中所述第二格柵層包括沿第二方向的多條第二格柵線，且其中所述P-n半導(dǎo)體多層膜包括有源層、在所述第一格柵層與所述有源層之間的η型半導(dǎo)體層、以及在所述第二格柵層與所述有源層之間的P型半導(dǎo)體層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第一和第二方向成大約45士5度的夾角。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第二格柵線的間距為大約300納米或更小。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第一和第二格柵層被供給驅(qū)動電壓。
9.一種液晶顯示器，包括 液晶面板；包括發(fā)光二極管并給所述液晶面板提供光的背光單元；和在所述液晶面板與所述背光單元之間的偏振片，其中所述發(fā)光二極管包括在基板上且由金屬材料制成的第一格柵層、在所述第一格柵層上的P-n半導(dǎo)體多層膜、和在所述p-n半導(dǎo)體多層膜上且由金屬材料制成的第二格柵層， 其中所述第一格柵層包括基底層、和從所述基底層突出且沿第一方向的多條第一格柵線，其中所述第二格柵層包括沿第二方向的多條第二格柵線，其中所述P-n半導(dǎo)體多層膜包括有源層、在所述第一格柵層與所述有源層之間的η型半導(dǎo)體層、以及在所述第二格柵層與所述有源層之間的P型半導(dǎo)體層，且其中所述偏振片的偏振軸垂直于所述第二方向。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器，其中所述第一和第二方向成大約45士5度的夾角。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器，其中所述第二格柵線的間距為大約300納米或更
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器，其中所述第一和第二格柵層被供給驅(qū)動電壓。
13.一種發(fā)光二極管，包括在基板上的第一格柵層，所述第一格柵層由金屬材料制成； 在所述第一格柵層上的p-n半導(dǎo)體多層膜；和在所述p-n半導(dǎo)體多層膜上的第二格柵層，所述第二格柵層由金屬材料制成， 其中所述第一格柵層包括基底層、從所述基底層突出且沿第一方向的多條第一格柵線、以及從所述基底層突出且沿第三方向的多條第三格柵線， 其中所述第二格柵層包括沿第二方向的多條第二格柵線，且其中所述p-n半導(dǎo)體多層膜包括有源層、在所述第一格柵層與所述有源層之間的η型半導(dǎo)體層、以及在所述第二格柵層與所述有源層之間的P型半導(dǎo)體層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的二極管，其中所述第一和第三方向彼此交叉，且所述第一和第三方向的每個都與所述第二方向成大約45 士 5度的夾角。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的二極管，其中所述第二格柵線的間距為大約300納米或更
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的二極管，其中所述第一和第二格柵層被供給驅(qū)動電壓。
17.—種制造發(fā)光二極管的方法，所述方法包括在基板上形成第一格柵層，所述第一格柵層由金屬材料制成； 在所述第一格柵層上形成P-n半導(dǎo)體多層膜；和在所述P-n半導(dǎo)體多層膜上形成第二格柵層，所述第二格柵層由金屬材料制成， 其中所述第一格柵層包括基底層、從所述基底層突出且沿第一方向的多條第一格柵線、以及從所述基底層突出且沿第三方向的多條第三格柵線， 其中所述第二格柵層包括沿第二方向的多條第二格柵線，且其中所述P-n半導(dǎo)體多層膜包括有源層、在所述第一格柵層與所述有源層之間的η型半導(dǎo)體層、以及在所述第二格柵層與所述有源層之間的P型半導(dǎo)體層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第一和第三方向彼此交叉，且所述第一和第三方向的每個都與所述第二方向成大約45 士 5度的夾角。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第二格柵線的間距為大約300納米或更小。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第一和第二格柵層被供給驅(qū)動電壓。
21.一種液晶顯示器，包括 液晶面板；包括發(fā)光二極管并給所述液晶面板提供光的背光單元；和在所述液晶面板與所述背光單元之間的偏振片，其中所述發(fā)光二極管包括在基板上且由金屬材料制成的第一格柵層、在所述第一格柵層上的P-n半導(dǎo)體多層膜、和在所述p-n半導(dǎo)體多層膜上且由金屬材料制成的第二格柵層， 其中所述第一格柵層包括基底層、從所述基底層突出且沿第一方向的多條第一格柵線、以及從所述基底層突出且沿第三方向的多條第三格柵線， 其中所述第二格柵層包括沿第二方向的多條第二格柵線，其中所述P-n半導(dǎo)體多層膜包括有源層、在所述第一格柵層與所述有源層之間的η型半導(dǎo)體層、以及在所述第二格柵層與所述有源層之間的P型半導(dǎo)體層，且其中所述偏振片的偏振軸垂直于所述第二方向。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的顯示器，其中所述第一和第三方向彼此交叉，且所述第一和第三方向的每個都與所述第二方向成大約45 士 5度的夾角。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的顯示器，其中所述第二格柵線的間距為大約300納米或更
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的顯示器，其中所述第一和第二格柵層被供給驅(qū)動電壓。
全文摘要
發(fā)光二極管及其制造方法和包含其的液晶顯示器，一種發(fā)光二極管，包括在基板上且由金屬材料制成的第一格柵層；在所述第一格柵層上的p-n半導(dǎo)體多層膜；和在所述p-n半導(dǎo)體多層膜上且由金屬材料制成的第二格柵層，其中所述第一格柵層包括基底層、和從所述基底層突出且沿第一方向的多條第一格柵線，其中所述第二格柵層包括沿第二方向的多條第二格柵線，且其中所述p-n半導(dǎo)體多層膜包括有源層、在所述第一格柵層與所述有源層之間的n型半導(dǎo)體層、以及在所述第二格柵層與所述有源層之間的p型半導(dǎo)體層。
文檔編號H01L33/00GK102332519SQ20111019576
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者尹珉郕 申請人:樂金顯示有限公司