利用微结构形成表面电浆的方法技术

本发明专利技术公开一种利用微结构形成表面电浆的方法，是于取得一基材体后，以一携带物质携带多个纳米金属结构粒子于该基材体上以自组装方式形成一微结构，其中，该微结构是由该些纳米金属结构粒子以选自于由非连续面以及部分连续面的方式所构成。因此，借由自组装方式形成非连续面及部分连续面的微结构，而可作为表面电浆，以避免使用化学气相沉积等高成本工艺方式，达到大量降低制作成本以及制作时间的目的。除此之外，本发明专利技术亦打破表面电浆波的结构设计限制，进一步提升表面电浆波的产生效果。

【技术实现步骤摘要】
利用微结构形成表面电浆的方法
本专利技术涉及一种表面电浆的制作方法，尤指一种利用微结构形成表面电浆的方法。
技术介绍
金属的“表面电浆作用”在现今的社会中应用的相当广泛，研究人员发现以特别的方式设计纳米金属结构于介电质间的界面，可以产生电磁波与纳米金属结构的交互作用，并发现许多奇特的纳米光学性质，此类的光电特性都可利用改变本身的结构、尺寸、相对位置、周期性排列方式与纳米结构周围介电质种类加以控制。若能够掌控这些纳米结构参数，产生表面电浆共振效应，即可设计特殊的纳米结构系统，其所产生的表面电浆效益可应用于许多光电产品，以及学术方面研究与光电特性量测应用之上。由于其特性，表面电浆效应现阶段已开始初步应用于如：拉曼光谱量测、薄膜厚度与光学常數量测、太阳能电池系统、光学传感器结构、生物传感器等众多方面。更特别的，表面电浆亦可用于提高发光二极管的发光效率。研究人员发现，在纳米金属与介电质交界处的表面电浆效应可放大电磁场作用，产生所谓近场效应，而提高附近量子点或量子井的发光效率（SP-QW），进而提升固态发光二极管的出光效率与亮度。甚至，由于量子井中的电子、电洞对复合时，其释放光能并无方向性，在无其它引导机制下，造成可用光仅剩背对基板向上光。若此面出光需穿透异质层辐射至大气中，其中产生的光学作用导致部分出光被局限于异质层，转换为其它能量形式而再次削减，形成出光量层层降低。若在异质层与外界接触表面，设计一表面电浆结构，即可将因光学作用而损失的光能顺利吸收形成耦合，再通过表面电浆结构中的设计，造成动量的损耗转化为光子輻射而出，此即所谓的局部表面电浆共振效应（LocalizedSurfacePlasmonResonance,LSPR）。其中如中国台湾专利公告第I395348号的“半导体发光元件”所公开的一种利用光放射效率高的表面电浆子（SurfacePlasmon）的发光二极管元件，其中公开了利用在金属层表面形成特定形状的多个透孔，将该些透孔依特定的位置进行排列形成金属表面光栅后，可激发表面电浆子以获得较佳的光放射效率。另外，如中国台湾专利公告第I363440号的“发光元件、发光二极管及发光元件的制造方法”，其公开一种具有表面电浆耦合单元的发光二极管元件结构，利用表面电浆耦合单元的设置，产生表面电浆，进而提升发光二极管的发光效率。然而，上述形成表面电浆的方法，大多是利用蒸镀或溅镀配合黄光光掩膜、显影蚀刻的方式，形成多个纳米金属结构区块，或再利用退火的方式使该些纳米金属区块因表面张力的影响而形成如球状的结构，在工艺上较为复杂而耗费成本。表面电浆依照结构类型可分为有限厚度金属薄膜表面电浆波（SurfacePlasmonPolaritions,SPP）及局域性表面电浆波（LocalizedSurfacePlasmons,LSP)。其中，SPP可存在于金属与介电质的表面，而LSP可以共振模式存在于纳米金属结构间。就目前的技术而言，尚无技术可同时提供类SPP及LSP的表面电浆共振技术于同一系统性结构中。并且，目前也无法提供一较佳且低成本的工艺方法以同时形成SPP及LSP的表面电浆。再者，表面电浆一般来说仅能存在于金属与介电质之间的区域，其结构设计受到极大的限制，仍有改进的空间。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种利用微结构形成表面电浆的方法，解决必须利用化学气相沉积进行连续性的金属结构沉积以产生表面电浆，而有高成本及耗时的问题。为达上述目的，本专利技术提供一种利用微结构形成表面电浆的方法，包含有以下步骤：S1：取得一基材体；以及S2：以一携带物质携带多个纳米金属结构粒子于该基材体上以自组装方式形成一微结构，其中，该微结构是由该些纳米金属结构粒子以选自于由非连续面以及部分连续面的方式所构成。其中，步骤S2中，该携带物质为挥发性的液体，该纳米金属结构粒子于该携带物质中均匀分散，且该步骤S2中更具有以下步骤：S21：以选自于由旋转涂布、喷涂、点滴涂布及浸泡所组成的群组的方式将该携带物质及该纳米金属结构粒子形成于该基材体上；S22：该纳米金属结构粒子相互之间于该携带物质中移动，而以自组装方式形成多个二维六角最密结构；及S23：进行烘干，使该携带物质逐渐挥发，而该二维六角最密结构层层堆叠形成一作为部分连续面构成微结构的金属粒子堆叠膜层。其中，该携带物质为丙酮或异丙醇。其中，步骤S2之后，更具有步骤S3：形成一第一介电质层于该金属粒子堆叠膜层远离该基材体的一侧，该金属粒子堆叠膜层中的该纳米金属结构粒子借由吸附或扩散方式进入该第一介电质层中，而形成一第一粒子悬浮层。其中，该第一介电质层的材质为选自于由氧化铟锡、氧化铝锌及氧化锌所组成的群组。其中，步骤S1中，该基材体具有多个凹槽，于步骤S2之后，更具有一步骤S4：沉积一介电物质于该金属粒子堆叠膜层上，该纳米金属结构粒子会以自组装方式包覆该介电物质，而形成多个结构球。其中，步骤S2中，该纳米金属结构粒子借由吸附或扩散方式进入该基材体中，形成一第二粒子悬浮层。其中，步骤S1中，该基材体的表面具有一第二介电质层，于步骤S2中，该纳米金属结构粒子借由吸附或扩散方式进入该第二介电质层中，形成一第二粒子悬浮层。其中，步骤S2中，该携带物质为非挥发性的液体，该纳米金属结构粒子于该携带物质中均匀分散，并于该基材体上形成一作为非连续面构成微结构的纳米粒子悬浮膜。本专利技术的利用微结构形成表面电浆的方法，可以解决必须利用化学气相沉积进行连续性的金属结构沉积以产生表面电浆，而有高成本及耗时的问题，还可以解决表面电浆共振区域的结构限制，形成立体表面电浆结构，提升表面电浆波的作用产生复合式效果。由上述说明可知，本专利技术的特点在于利用携带物质配合自组装的方式，形成非连续面以及部分连续面的微结构，进而作为表面电浆形成的结构，不需使用化学气相沉积等高成本工艺，而具有低成本、低工艺时间的优势。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为本专利技术的步骤流程示意图。图2A至图2D为本专利技术的结构工艺示意图。图3为本专利技术第一实施例的微观剖面示意图。图4为本专利技术第二实施例的工艺流程图。图5为本专利技术的扫描电子显微镜示意图。图6为本专利技术第三实施例的微观剖面示意图。图7A至图7E为本专利技术的发光二极管工艺结构示意图。图8为本专利技术的发光二极管电流电压曲线示意图。图9A为本专利技术的发光效率于20mA的转换示意图。图9B为本专利技术的发光效率于350mA的转换示意图。图10为本专利技术的光穿透曲线示意图。其中，附图标记：10：基材体10a：基材体11：基板12：N型半导体层13：复合量子井层14：P型半导体层15：第二介电质层20：金属粒子堆叠膜层21：纳米金属结构粒子22：携带物质22a：携带物质23：纳米粒子悬浮膜30：第一介电质层31：第二粒子悬浮层40：第一粒子悬浮层40a：第一粒子悬浮层50：光刻胶60：透明导电层70：电极81：表面电浆发光二极管82：一般发光二极管91：对照曲线92：低转速曲线93：高转速曲线L1、L2：光吸收区具体实施方式有关本专利技术的详细说明及
技术实现思路
，现就配合图示说明如下：请参阅图1及图2A至图2D所示，本专利技术为一种复合式立体表面电浆形成方法，包含有步骤：S1：取得一基材体10，如图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用微结构形成表面电浆的方法，其特征在于，包含有以下步骤：S1：取得一基材体；以及S2：以一携带物质携带多个纳米金属结构粒子于该基材体上以自组装方式形成一微结构，其中，该微结构是由该纳米金属结构粒子以选自于由非连续面以及部分连续面的方式所构成。

【技术特征摘要】
2013.10.09 TW 1021364891.一种利用微结构形成表面电浆的方法，其特征在于，包含有以下步骤：S1：取得一基材体；S2：以一携带物质携带多个纳米金属结构粒子于该基材体上以自组装方式形成一微结构，其中，该微结构是由该纳米金属结构粒子以选自于由非连续面以及部分连续面的方式所构成；该携带物质为挥发性的液体，该纳米金属结构粒子于该携带物质中均匀分散，且该步骤S2中更具有以下步骤：S21：以选自于由旋转涂布、喷涂、点滴涂布及浸泡所组成的群组的方式将该携带物质及该纳米金属结构粒子形成于该基材体上；S22：该纳米金属结构粒子相互之间于该携带物质中移动，而以自组装方式形成多个二维六角最密结构；及S23：进行烘干，使该携带物质逐渐挥发，而该二维六角最密结构层层堆叠形成一作为部分连续面构成微结构的金属粒子堆叠膜层；以及S3：形成一第一介电质层于该金属粒子堆叠膜层远离该基材体的一侧，该金属粒子堆叠膜层中的该纳米金属结构粒子借由吸附或扩散方式进入该第一介电质层中，而形成一第一粒子悬浮层。2.根据权利要求1所述利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗成圣，庄师豪，
申请(专利权)人：宗成圣，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71