發(fā)光元件結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種發(fā)光元件結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種可增加光取出率及光發(fā)散角的發(fā)光元件結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于發(fā)光二極體(light emitting device, LED)具有壽命長、體積小及耗電量低等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)光二極體已被廣泛地應(yīng)用于各種照明裝置及顯示裝置中。一般而言，發(fā)光二極體的結(jié)構(gòu)通常包含發(fā)光單元以及封裝單元。發(fā)光單元的發(fā)光二極體晶粒用于發(fā)出光線。封裝單元用于包覆發(fā)光單元，且封裝單元通常包含波長轉(zhuǎn)換粒子，用于轉(zhuǎn)換發(fā)光單元發(fā)出光線的波長。
[0003]然而，在現(xiàn)有的發(fā)光二極體中，封裝單元的折射率和空氣折射率之間的差異較大，進(jìn)而使得發(fā)光單元發(fā)出的部分光線被封裝單元及空氣之間的介面全反射，因而使得現(xiàn)有的發(fā)光二極體的光取出率較差。再者現(xiàn)有的發(fā)光二極體的光發(fā)散角較小，進(jìn)而降低發(fā)光二極體的照明效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種可增加光取出率及光發(fā)散角的發(fā)光元件結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。
[0005]為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型的發(fā)光元件結(jié)構(gòu)包含:發(fā)光單元，用于發(fā)出光線；封裝單元，用于包覆發(fā)光單元，封裝單元包含封裝膠體及多個(gè)波長轉(zhuǎn)換粒子，多個(gè)波長轉(zhuǎn)換粒子分散于該封裝膠體中；透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該封裝單元上；第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)，形成于該透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的表面，第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)的折射率小于透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的折射率，其中第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)具有多孔及周期性圖案，且相鄰兩孔中心之間的距離小于從透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)通過第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)的光線的波長。
[0006]其中，該多個(gè)波長轉(zhuǎn)換粒子包含熒光粉或量子點(diǎn)。
[0007]其中，該第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)以蝕刻或沉積方式形成在該透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的表面上。
[0008]該發(fā)光元件結(jié)構(gòu)還包含:第二周期性次波長微結(jié)構(gòu)，形成于透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)及封裝單元之間，第二周期性次波長微結(jié)構(gòu)的折射率小于透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的折射率而大于封裝單元的折射率，其中第二周期性次波長微結(jié)構(gòu)具有多孔及周期性圖案，且相鄰兩孔中心之間的距離小于從封裝單元通過第二周期性次波長微結(jié)構(gòu)的光線的波長。
[0009]其中，第二周期性次波長微結(jié)構(gòu)以蝕刻或沉積方式形成在透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的表面上。
[0010]本實(shí)用新型的發(fā)光元件結(jié)構(gòu)包含:發(fā)光單元，用于發(fā)出光線；封裝單元，用于包覆發(fā)光單元，封裝單元包含封裝膠體及多個(gè)波長轉(zhuǎn)換粒子，多個(gè)波長轉(zhuǎn)換粒子分散于該封裝膠體中；透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，設(shè)置于封裝單元上；第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)，形成于透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)表面，第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)的折射率小于透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的折射率，其中第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)具有周期性圖案，使得從透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)通過第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)的光線不產(chǎn)生繞射。
[0011 ] 其中，該多個(gè)波長轉(zhuǎn)換粒子包含熒光粉或量子點(diǎn)。
[0012]其中，該第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)以蝕刻或沉積方式形成在該透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的表面上。
[0013]該發(fā)光元件結(jié)構(gòu)還包含:第二周期性次波長微結(jié)構(gòu)，形成于透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)及封裝單元之間，第二周期性次波長微結(jié)構(gòu)的折射率小于透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的折射率而大于封裝單元的折射率，其中第二周期性次波長微結(jié)構(gòu)具有周期性圖案，使得從封裝單元通過第二周期性次波長微結(jié)構(gòu)的光線不產(chǎn)生繞射。
[0014]其中，第二周期性次波長微結(jié)構(gòu)以蝕刻或沉積方式形成在該透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的表面上。
[0015]通過上述方案，本實(shí)用新型的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的發(fā)光元件結(jié)構(gòu)利用透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)及周期性次波長微結(jié)構(gòu)減少發(fā)光單元發(fā)出的光線被全反射的機(jī)會，以增加發(fā)光元件結(jié)構(gòu)的光取出效率。再者，本實(shí)用新型的發(fā)光元件結(jié)構(gòu)的透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)可增加發(fā)光元件結(jié)構(gòu)的光發(fā)散角度，以進(jìn)一步改善發(fā)光元件結(jié)構(gòu)的照明效率。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型發(fā)光元件結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例的示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0018]圖3是本實(shí)用新型發(fā)光元件結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]請參考圖1，圖1是本實(shí)用新型發(fā)光元件結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例的示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型的發(fā)光元件結(jié)構(gòu)100包含發(fā)光單元110，封裝單元120，透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)130以及第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140。發(fā)光單元110用于發(fā)出光線，在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，發(fā)光單元110為發(fā)光二極體晶粒，但本實(shí)用新型不以此為限。封裝單元120用于包覆發(fā)光單元110，以提供保護(hù)。透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)130設(shè)置于封裝單元120上，一般而言，透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)130的材質(zhì)可以是玻璃、硅或其他適當(dāng)材質(zhì)，且透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)130的折射率約1.5，介于封裝單元120的折射率(約1.6)及空氣的折射率(約I)之間，由于透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)130的折射率接近封裝單元120的折射率，因此當(dāng)發(fā)光單元110發(fā)出的光線經(jīng)由封裝單元120到達(dá)透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)130時(shí)，光線被透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)130及封裝單元120之間的介面Fl全反射的機(jī)會較少，進(jìn)而增加發(fā)光元件結(jié)構(gòu)100的光取出率。再者，透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)130還可以進(jìn)一步增加發(fā)光元件結(jié)構(gòu)100的光發(fā)散角度。
[0020]第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140形成于透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)130上。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140在透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)130的上表面以蝕刻方式所形成，但在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140也可以在透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)130的上表面以沉積或其他適當(dāng)加工方式(例如激光加工)所形成。由于第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140的多數(shù)孔142填滿空氣，第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140包含玻璃及空氣兩種材質(zhì)，因此第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140的折射率介于透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)130的折射率及空氣的折射率之間，也就是說，第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140的折射率介于I及1.5之間。由于第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140的折射率介于透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)130的折射率及空氣的折射率之間，光線經(jīng)由透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)130及第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140到達(dá)空氣時(shí)的折射率是漸變的，因此當(dāng)發(fā)光單元110發(fā)出的光線經(jīng)由透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)130到達(dá)第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140時(shí)，光線被第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140及透明導(dǎo)光結(jié)構(gòu)130之間的介面F2全反射的機(jī)會較少。相似地，當(dāng)發(fā)光單元110發(fā)出的光線經(jīng)由第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140到達(dá)空氣時(shí)，光線被空氣及第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140之間的介面F3全反射的機(jī)會也會較少，因此第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140可以進(jìn)一步增加發(fā)光元件結(jié)構(gòu)100的光取出率。
[0021]請參考圖2，圖2是本實(shí)用新型第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖2所示，第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140的多孔142形成周期性圖案，且第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)142的相鄰兩孔中心之間的距離d小于λ/η，λ表示發(fā)光單元110發(fā)出的光線通過封裝單元120后的波長，η表示第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140的折射率，如此可以避免光線通過第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140時(shí)產(chǎn)生干涉或繞射。另一方面，在第一周期性次波長微結(jié)構(gòu)140的多數(shù)孔142形成的周期性圖案中，相鄰兩孔中心之間的距離不一定是固定值，其也可以是規(guī)則性變化。
[0022]另外，在上述實(shí)施例中，封裝單元120包含封裝膠體122以及多個(gè)波長轉(zhuǎn)換粒子124分散于封裝膠體122中。多個(gè)波長轉(zhuǎn)換粒子124用于轉(zhuǎn)換發(fā)光單元110發(fā)出光線的波長。舉例來說，多個(gè)波長轉(zhuǎn)換粒子124可以是熒光粉或量子點(diǎn)，且可以視設(shè)計(jì)需求將發(fā)光單元110發(fā)出光線的波