具有反射式图案结构的发光装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种具有反射式图案结构的发光装置，所述发光装置包含基板及发光单元。基板上具有图案结构，图案结构包含多个凹凸结构。发光单元形成于图案结构上，发光单元具有连接至图案结构的背光面，及位于背光面反侧的出光面。图案结构将发光单元朝向背光面所发出的光线反射至出光面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光装置，尤其涉及一种具有反射式图案结构的发光装 置，图案结构可以是一种纳米图案结构或是一种由纳米图案结构与微米图案 结构所组成的复合图案结构。
技术介绍
目前逐渐受到青睐的发光装置包含发光二极管及激光二极管。发光二极 管是一种冷光发光元件，其利用半导体材料中电子空穴结合所释放出的能量， 以光的形式释出。依据使用材料的不同，其可发出不同波长的光。其所发出 的光涵盖可见光与不可见光(红外光或是紫外光)。由于发光二极管相比较于 传统灯泡发光的形式，具有省电、耐震、寿命长及闪烁速度快等优点，因此 成为日常生活中不可或缺的重要元件。激光二极管则主要被应用于光通讯与 光储存。基本的发光二极管，是由基板、形成于所述基板上的缓冲层、形成于所述缓冲层上的N型半导体层、局部地覆盖N型半导体层的发光层、形成于所 述发光层的P型半导体层及两分别形成于这两个半导体层上的接触电极层所 构成。传统的发光二极管的发光层的差排密度高，因而降低发光二极管的内部 量子效率，进而降低其发光亮度并产生热，而使发光二极管的温度上升，从 而影响发光效率。此外，发光层所发出来的光线朝向多个方向，朝着背光面 发出的光线会被基板吸收，因而降低其发光亮度。图6显示一种传统的发光装置的封装示意图。如图6所示，发光装置100 被封装于反射杯110内。基于前述理由，有部分的光线会朝着从出光面102往背光面104的方向射出，因此必须提供反射杯110来将这一部分的光线反射向上，以便提高发光亮度。反射杯110对于成本的降低与体积的縮小是不利的因子。因此，如何提供一种具有反光效果，同时能有效降低差排密度、提升发光效率及降低温升的发光装置，实为本案所要解决的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种具有反射式图案结构的发光装置，可以免除装置反射杯，同时可以有效降低差排密度、提升发光效率及降低温升。为达上述目的，本专利技术提供一种发光装置，其包含基板及发光单元。基板上具有图案结构，图案结构包含多个凹凸结构。发光单元形成于图案结构上，发光单元具有连接至图案结构的背光面，及位于背光面反侧的出光面。图案结构将发光单元朝向背光面所发出的光线反射至出光面。本专利技术提供一种具有反射式图案结构的发光装置，可以有效地提升输出功率和出光效率，获致完美的单面出光的效果，使发光半角减小，而具有相同于缩小发光面积的功效。附图说明图1显示依据本专利技术较佳实施例的发光装置的示意图。图2至图4显示依据本专利技术较佳实施例的发光装置的图案结构的数个例子。图5A至图5E显示对应本专利技术较佳实施例的发光装置的制造方法的部分流程的结构图。图6显示一种传统的发光装置的封装示意图。附图标号10:基板12:图案结构14:凹凸结构20:发光单元21:第一型半导体层22:背光面23:发光层24:出光面25:第二型半导体层30:光线41:蓝宝石基板42:辅助层43:光阻图案层44:氮化物半导体层45:凹凸结构46:凹槽具体实施例方式为让本专利技术的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。图1显示依据本专利技术较佳实施例的发光装置的示意图。如图1所示，本实施例的发光装置可以是一种发光二极管装置或激光二极管装置，且包含基板10及发光单元20。发光二极管装置可以是蓝光、红光或其他波长的二极管。基板的材料可以是由硅、碳化硅、氧化镁、砷化物(譬如是砷化镓(GaAs)、磷化铝镓铟(InGaAlP)、磷砷化镓(AlGaAs))、磷化物(譬如是磷化镓(GaP)、GaPN(氮磷化镓)、磷砷化镓(GaAsP)、磷化铟铝镓(InAlGaP))、氧化锌与蓝宝6石等所组成的群组。基板10上具有图案结构12。图案结构12可以是一种纳米图案结构或是一种由纳米图案结构与微米图案结构所组成的复合图案结构。发光单元20形成于图案结构12上。发光单元20具有连接至图案结构12的背光面22，及位于背光面22反侧的出光面24。图案结构12将发光单元20朝向背光面22所发出的光线30反射至出光面24。于本实施例中，发光单元20包含第一型半导体层21、发光层23及第二型半导体层25。第一型半导体层21与图案结构12直接接触。发光层23位于第一型半导体层21上，并发出光线3Q。第二型半导体层25位于发光层23上。发光单元20也具有两电极(未显示)，两电极被通电后可以激发发光层23发出光线30。第一型半导体层21可以是P型或N型半导体层，第二型半导体层25可以是N型或P型半导体层。第一型半导体层21譬如是氮化镓(GaN)层、氮化铝铟镓(AlInGaN)层、氮化铝镓(AlGaN)层、氮化铝铟(AlInN)，其与图案结构12直接接触。于本实施例中，图案结构12包含多个凹凸结构14。凹凸结构14的形状可以是矩形、正方形、圆形、椭圆形、长条型或其他任意形状。凹凸结构14可以被非周期性地配置成直线，或被周期性地配置成直线。或者，凹凸结构14可以被非周期性地配置成二维阵列，或被周期性地配置成二维阵列。所谓非周期的配置，是指但不限于此等凹凸结构14具有不相同的节距(Pitch)或不相同的责任周期(Duty cycle)。凹凸结构14具有纳米等级的尺寸，举例而言，凹凸结构14的节距(Pitch) P小于一微米。各凹凸结构14的深度D介于数十纳米与数微米之间。图案结构12可以有效降低第一型半导体层(譬如是GaN层)21中的差排密度，更可以产生特殊的光学特性。也即，依据等效媒介理论(Effective mediumtheory),图案结构12可以被设计成等效于双折射特性薄膜，从而具有反射功能。举例而言，可见光发光二极管所发出来的光线为例，其波长大约在350至750rnn之间，通过将凹凸结构14的节距设计成小于或等于光线30的波长的二分之一或更小，可以产生反射光线30的效果。此时，光线30不会进入到基板10中，故可增加发光亮度。图2至图4显示依据本专利技术较佳实施例的发光装置的图案结构的数个例子。如图2与图3所示，可以将凹凸结构14配置成二维阵列，二维阵列具有X方向及Y方向，凹凸结构14在X方向与Y方向具有相同的节距及/或相同的责任周期(Duty cycle)。责任周期是指凹部与凸部的长度比例。于其他实施例中，凹凸结构14在X方向与Y方向具有不相同的节距及/或不相同的责任周期。或者，这些凹凸结构14可以被周期性地配置成一维阵列，如图4所示，或非周期性地配置成一维阵列。通过调整图1至图4的凹凸结构14在X方向与Y方向的节距、责任周期及/或深度，可以将凹凸结构14被配置成二维阵列(或于图4中是一维阵列)而具有极化选择性反射的功能，以便选择性反射不同极化方向的光线30，使得凹凸结构14等效于一个特定光线滤波器。图5A至图5E显示对应本专利技术较佳实施例的发光装置的制造方法的部分流程的结构图。首先，在蓝宝石基板41上形成一个辅助层(二氧化硅Si()2或氮化硅SiN,)42，然后在辅助层42上以微影技术形成光阻图案层43，如图5A所示。接着，以蚀刻技术来对辅助层42刻以图案，并移除光阻图案层43，如图5B所示。然后，利用被刻以图案的辅助层42作为光罩来蚀刻蓝宝石基板41以形成数个凹槽46，并移除辅助层42，如图5C所示。接着，利用金属有机物4t学气相沉积(M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有反射式图案结构的发光装置，其特征在于，所述发光装置包含：　基板，其上具有图案结构，所述图案结构包含多个凹凸结构；及　发光单元，形成于所述图案结构上，所述发光单元具有连接至所述图案结构的背光面，及位于所述背光面反侧的出光面 ，其中所述图案结构将所述发光单元朝向所述背光面所发出的光线反射至所述出光面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：傅建中，陈政寰，郭浩中，
申请(专利权)人：傅建中，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]