制造光提取器的方法技术

本发明专利技术公开了制造光提取器的方法。制造用于从基材中提取光的光学构造的所述方法包括下述步骤：（ａ）提供具有表面的基材；（ｂ）在所述基材的表面上设置多个结构体，其中所述多个结构体形成露出所述基材的表面的开口区域；（ｃ）使所述结构体中的至少一些结构体缩小；以及（ｄ）涂布外涂层，以覆盖所述缩小的结构体以及所述开口区域内的所述基材的表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及半导体发光装置。本专利技术尤其适用于具有改善亮度的半导体发 光装置。
技术介绍
发光装置用于多种不同的应用中，包括投影显示系统、液晶显示器的背光源等等。 投影系统通常使用一个或多个白色光源，例如高压汞灯。白色光束通常被分离成三原色 (红、绿和蓝)，并且被引导至各自的图像形成空间光调制器，以产生各个原色的图像。所得 的原色图像光束被组合并被投影到用于观看的投影屏幕上。近来，发光二极管(LED)已被视为白色光源的替代光源。LED具有提供可与传统光 源媲美的亮度和使用寿命的潜能。然而，目前的LED由于(例如)高折射率区内的光截留 而相对地低效率。
技术实现思路
总体上，本专利技术涉及半导体发光装置。在一个实施例中，一种半导体光转换构造包 括半导体势阱，用于将第一波长的光的至少一部分转换成较长的第二波长的光；外层，所 述外层设置在半导体势阱上并且具有第一折射率；以及结构化层，设置在外层上并且具有 小于第一折射率的第二折射率。结构化层包括直接设置在外层上的多个结构体以及露出外 层的多个开口。半导体光转换构造还包括结构化外涂层，结构化外涂层直接设置在结构化 层的至少一部分以及所述多个开口内的外层的一部分上。外涂层具有大于第二折射率的第 三折射率。在一些情况下，结构化外涂层的平均厚度不大于约lOOOnm、或不大于约700nm。 在一些情况下，外涂层的外表面与结构化层的外表面一致。在另一个实施例中，一种发光系统包括LED ；以及光转换构造，所述光转换构造 降频转换由LED发射的光并且具有结构化最外表面。结构化表面具有露出光转换构造内层 的多个开口。发光系统还包括形成于结构化最外表面和内层的暴露区域上的结构化外涂 层。结构化外涂层可增强从光转换构造中的光提取。外涂层的外表面与结构化最外表面一 致。在一些情况下，外涂层的折射率在约1. 8至约2. 7的范围内。在另一个实施例中，一种半导体光转换构造包括第一半导体层，用于吸收第一波 长的光的至少一部分；半导体势阱，用于将所吸收的第一波长的光的至少一部分转换成较 长的第二波长的光；以及第二半导体层，能够吸收第一波长的光的至少一部分。第一半导 体层在第二波长下具有最大第一折射率。第二半导体层在第二波长下具有大于最大第一折 射率的第二折射率。在一些情况下，第一半导体层的带隙能量大于第二波长的光子的能量。 在一些情况下，第二半导体层的带隙能量大于第二波长的光子的能量。在一些情况下，第二 半导体层的带隙能量小于第一半导体层的最小带隙能量。在一些情况下，第一半导体层的 带隙能量大于半导体势阱的跃迁能量。在一些情况下，第二半导体层的带隙能量大于半导 体势阱的跃迁能量。在一些情况下，当用其光谱中心为第一波长并且包括长于第一波长的波长λ e的入射光照射时，第一半导体层吸收第一波长的光，但不吸收λ e的光，而第二半导 体层吸收的光。在另一个实施例中，一种半导体光转换构造包括第一半导体层，用于吸收第一波 长的光的至少一部分；半导体势阱，用于将所吸收的第一波长的光的至少一部分转换成较 长的第二波长的光；以及第二半导体层，能够吸收第一波长的光的至少一部分。第二半导体 层具有的带隙能量小于第一半导体层的最小带隙能量。在一些情况下，第一半导体层的带 隙能量大于第二波长的光子的能量。在一些情况下，第二半导体层的带隙能量大于第二波 长的光子的能量。在一些情况下，第二半导体层在第二波长下的折射率大于第一半导体层 在第二波长下的最大折射率。在一些情况下，第一半导体层的带隙能量大于半导体势阱的 跃迁能量。在一些情况下，第二半导体层的带隙能量大于半导体势阱的跃迁能量。在一些 情况下，所述半导体光转换构造包括多个具有相同跃迁能量的半导体势阱。在一些情况下， 所述半导体光转换构造包括多个具有不同跃迁能量的半导体势阱。在另一个实施例中，一种光学构造包括第一半导体层，所述第一半导体层在可见 光内的第一波长下具有折射率Ill ；第二半导体层，所述第二半导体层设置在第一半导体层 上并且在第一波长下具有折射率η2，其中η2小于H1 ；第三半导体层，所述第三半导体层设置 在第二半导体层上并且在第一波长下具有折射率η3，其中η3大于η2 ；结构化层，所述结构化 层直接设置在第三半导体层上；以及外涂层，所述外涂层直接设置在结构化层的至少一部 分上。所述光学构造基本上透射第一波长的光。在一些情况下，外涂层包括光子晶体。在 一些情况下，第一半导体层为势阱。在一些情况下，第二半导体层基本上吸收第一波长而非 第二波长的光。在一些情况下，第三半导体层基本上吸收第一波长而非第二波长的光。在另一个实施例中，一种发光系统包括光源，所述光源发射具有第一波长和较长 的第二波长的光；一个或多个第一半导体光吸收层，所述一个或多个第一半导体光吸收层 能够吸收第一波长而非第二波长的光。所述一个或多个第一半导体光吸收层吸收由光源发 射的光的至少80%。所述发光系统还包括半导体势阱，所述半导体势阱将由所述一个或 多个第一半导体光吸收层吸收的光的至少一部分转换成较长波长的输出光；以及一个或多 个第二半导体光吸收层，所述一个或多个第二半导体光吸收层能够吸收第二波长的光。所 述一个或多个第二半导体光吸收层吸收由光源发射的剩余光。在一些情况下，所述一个或 多个第一半导体光吸收层吸收由光源发射的光的至少90%。在一些情况下，所述一个或多 个第一半导体光吸收层吸收由光源发射的光的至少95%。在一些情况下，所述发光系统包 括多个具有相同或不同跃迁能量的半导体势阱。在另一个实施例中，一种半导体光转换构造包括第一半导体层，所述第一半导体 层具有用于吸收入射光的一部分而非全部的带隙能量Eabs ；半导体势阱，所述半导体势阱具 有小于Eabs的跃迁能量Ete，以用于降频转换所吸收的入射光的至少一部分；以及第二半导 体层，所述第二半导体层具有小于Eabs且大于Ete的带隙能量&b，以用于吸收剩余的入射光。 在一些情况下，由第一半导体层吸收的入射光部分以及由第二半导体层吸收的剩余入射光 包括光谱的不同波长区。在一些情况下，所述半导体光转换构造还包括具有大于Eabs的带 隙能量EwW半导体窗口。在一些情况下，Ew大于入射光的光子能量。在一些情况下，第一 半导体层毗邻半导体势阱。在一些情况下，第一半导体层紧邻半导体势阱。在一些情况下， 第一半导体层设置在半导体势阱和第二半导体层之间。在一些情况下，第一和第二半导体层各自紧邻半导体势阱。在另一个实施例中，一种制造用于从基材中提取光的光学构造的方法包括下述步 骤(a)提供具有表面的基材；(b)在基材的表面上设置多个结构体，其中所述多个结构体 形成露出基材表面的开口区域；(C)使所述结构体中的至少一些结构体缩小；以及(d)涂布 外涂层，以覆盖缩小的结构体和位于开口区域内的基材表面。在一些情况下，步骤(C)通过 对所述多个结构体施用蚀刻剂来执行。在一些情况下，施用蚀刻剂后所述多个结构体对基 材表面的覆盖百分比降低。在一些情况下，所述多个结构体包含聚苯乙烯。在一些情况下， 所述多个结构体包含多个粒子。在一些情况下，所述多个粒子在施用蚀刻剂之前为基本为 球形并且在施用蚀刻剂之后基本为锥状。在一些情况下，依次执行步骤(a)至(d)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种制造用于从基材中提取光的光学构造的方法，所述方法包括下述步骤：（ａ）提供具有表面的基材；（ｂ）在所述基材的表面上设置多个结构体，所述多个结构体形成露出所述基材的表面的开口区域；（ｃ）使所述结构体中的至少一些结构体缩小；以及（ｄ）涂布外涂层，以覆盖缩小的结构体和所述开口区域内的所述基材的表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊颖，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US