TW201007991A - Method of fabricating light extractor - Google Patents

Description

201007991 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明一般而言係關於半導體發光裝置。本發明係特別 可應用於具有經改良亮度之半導體發光裝置。 【先前技術】

發光裝置係被使用於許多不同應用中，包括投影顯示系 統、液晶顯示器之背光等。投影系統典型上係利用—或多 種白色光源，譬如高壓水銀燈。白色光束係經常被分裂成 三種原色，紅色、綠色及藍色’且係針對形成個別影像之 空間光調制器’以對各原色產生影像。合併所形成之原色 影像光束’並投射至投影螢幕上，以供觀看。 最近，發光二極體（LED)已被認為是白色光源之替代物。 LED具有提供貞習用㈣競爭 < 亮度與操作壽命之可能 性。但是，目前之LED由於在例如高折射區域中之光捕獲^ 故相對較無效率。 【發明内容】 一般而S ’本發明係關☆半導體發光裝置。於一項具體 實施例中’半導體光轉變構造係包含半導體電位井，用於 使在第-個波長下之光之至少一部份轉變成在較長第二個 '長下之光，外層，其係被配置在半導體電位井上，且具 有第-個折射率；及被配置在該外層上之結構化層，其具 有J於第-個折射率之第二個折射率。結構化層包含多個 被直接配置在外層上之結構，及多個會曝露外層之開孔。 半導體光轉變構造進_步包含被直接配置在結構化層之至 140864 201007991 少一部份及多個開孔中之外層之一部份上之結構化外塗 層。此外塗層具有大於第二個折射率之第三個折射率。在 一些情況中，結構化外塗層之平均厚度係不超過約1〇〇〇毫 微米或不超過約700毫微米。在一些情況中，外塗層之外部 表面係順應結構化層之外部表面。 於另一項具體實施例中，發光系統包含LED與光轉變構 造，其會向下轉變藉由LED所發射之光線，且具有結構化 最外層表面。結構化表面具有多個會曝露光轉變構造之内 層之開孔。此發光系統進一步包含結構化外塗層其係在 結構化最外層I面與内層之外露區域上形A。結構化外塗 層會增強自光轉變構造之光提取。外塗層之外部表面係順 應結構化最外層表面。在一些情況中，外塗層之折射率係 在約1.8至約2.7之範圍内。 於另一項具體實施例中，半導體光轉變構造包含第一個 半導體層，用於吸收在第一個波長下之光之至少一部份； 半導體電位井，用於使在第一個波長下所吸收光之至少一 部份轉變成在車交長第二個波長下之光；&第二個半導體層， 其能夠吸收在第一個波長下之光之至少一部份。第一個曰半 導體層具有在第二個波長下之最高第一個折射率。第二個 半導體層具有纟第二個波長下大於最高第-個折射率之第 "7個折射率。在—些情況中，第-個半導體層之帶隙能量 系大於在第二個波長下之光子之能量。在一些情況中，第 二個半導體層之帶隙能量係大於在第二個波長下之光子之 能量。在一些情況中，第二個半導體層之帶隙能量係小於 140864 201007991 第一個半導體層之最低帶隙能量。在一些情況中，第一個 半導體層之帶隙能量係大於半導體電位井之轉變能。在一 些情況中，第二個半導體層之帶隙能量係大於半導體電位 井之轉變能。在一些情況中，當以具有集中在第一個波長 下之光譜之入射光照射，且包含長於第一個波長之波長夂 時，第一個半導體層會吸收在第一個波長下之光，而非在々 下之光，而第二個半導體層會吸收在々下之光。

一於另一項具體實施例中，半導體光轉變構造包含第一個 半導體層’用於吸收在第一個波長下之光之至少一部份； 半導體電位井，用於使在第—個波長下所吸收光之至少- p伤轉變成在較長第二個波長下之光；及第二個半導體 層’其能夠吸收在第一個波長下之光之至少一部份。第二 、半導體層具有小於第—個半導體層之最低帶隙能量之帶 隙能量。在一些情況中’第一個半導體層之帶隙能量係大 於在第二個波長下之光子之能量。在一些情況中，第二個 半導體層之帶隙能量係大於在第二個波長下之光子之能 量：在—些情況中’第二個半導體層在第二個波長下之折 鱼以’、大於帛㈤半導體層在第二個波長下之最高折射 導鲈2況中’第—個半導體層之帶隙能量係大於半 =電位井之轉變能。在一些情況中，第二 重係大於丰導體電位井之轉變能。在一此情況中， 轉變構w包含多個具有相同轉變能之半導體電位 在一些情況中，半 轉變能之主1 導體先轉變構造包含多個具有不同 锝變此*之半導體電位井。 140864 201007991 於另一項具體實施例中，光學構造包含第一個半導體層， 其具有在第一個波長下之折射率ηι，在可見光中；第二個 半導體層’其係被配置在第一個半導體層上，且具有在第 一個波長下之折射率& ’其中％係小於叫；第三個半導體 層’其係被配置在第二個半導體層上，且具有在第一個波 長下之折射率％，其中％係大於叱；結構化層，其係被直接 配置在第三個半導體層上；及外塗層，其係被直接配置在 結構化層之至少一部份上。光學構造在第一個波長下為實 質上透射性。在一些情況中’外塗層包含光子晶體。在一 些情況中，第一個半導體層為電位井。在一些情況中第 二個半導體層在第一個而非第二個波長下為實質上光吸收 性。在一些情況中，第三個半導體層在第一個而非第二個 波長下為實質上光吸收性。 於另一項具體實施例中，發光系統包含光源，其會發射 在第一個波長與較長第二個波長下之光；一或多個第1種 半導體光吸收層，其係能夠吸收在第—個而非第二個波長 下之光。一或多個第一種半導體光吸收層會吸收至少 藉由光源所發射之光線。發光系統進-步包含半導體電位 井，其會使被一或多個第一種半導體光吸收層所吸收光之 至少-部份轉變成較長波長輸出A;與一或多個第二種半 導體光吸㈣，其係能夠吸收在第二個波長下之光。―或 多個第二種半導體光吸收層會吸收藉由光源所發射之其餘 光線。在-些情況中，一或多個第一種半導體光吸收層： 吸收至少90%藉由光源所發射之光線。在一些情況甲一 140864 201007991 或多個第—種半導體光吸收層會吸收至少95%藉由光源所 發射之光線。在一些情況中，發光系統包含多個具有相同 或不同轉變能之半導體電位井。 於另-項具體實施例中’半導體光轉變構造包含第一個 半導體層，其具有π隙能量，用於吸收部份而非全部 入射光；半導體電位彳，其具有小於‘之轉變能心，用 於向下轉變所吸收入射光之至少—部份；及第二個半導體 層’其具有小於Eabs而大於、之帶隙能量&，用於吸收其 餘入射光。在一些情;兄中，被第-個半導體層吸收之入射 光之一部份及被第二個半導體層吸收之其餘入射光，係包 含光譜之不同波長區域。在一些情況中，半導體光轉變構 造進-步包含半導體窗口，其具有大於之帶隙能量 Ew在=清况中，Ew係大於入射光之光子能量。在一些 情況中，第一個半導體層係緊密鄰近半導體電位井。在I 些情況中，第-個半導體層係緊鄰半導體電位井。在一些 情況中，第-個半導體層係被配置在半導體電位井與第二 個半導體層之間。在一些情況中，各第—個與第二個半導 體層係緊鄰半導體電位井。 於另一項具體實施射，-種M造光學構造以自基材提 取先之方法係包括以T步驟：⑻提供具有表面之基材；（b) 將多個結構配置在基材之表面上， 'β ^ 兵f此多個結構係形成 會曝露基材表面之開放區域；(c)使至少一些此等結構收 縮，及（d)施加外塗層，以覆蓋經 復孟丄收縮之結構與開放區域中 在—些情況中，步驟⑹係經由絲刻劑施用 140864 201007991 至此多個結 構之覆蓋率百分比係於施㈣㈣基材表面被多個結 中，此多個結構包含聚苯乙稀。在_ 广况 構包含多個粒子。在_此卜 夕個結 劑之前為實質上玫开；；, 触亥】 體狀在」此/ 賴刻劑之後為實質上圓錐 二清况中，步驟⑻至⑹係連續地進行。在一此 情況中’此方法進一牛治权冰二 牛少—些此#結構再流動之 步驟’其中在一也情況φ，你κ —it况中，使至少—些此等結構再流 步驟係經由施加熱至此多個結構而進行。在一些情況中， 使至少-些此等粒子收縮與再流動之步驟係同時進行。在 一些情況中，此等結構係於步驟⑹中被收縮至少2 少40%。在一此愔π由 从土 _ ^ 冰M t 步驟⑷中之外塗層包括結構化 外塗層。在一此情汉φ，认丰碰、丄 中於步驟⑼中之外塗層具有順應此 ^個、·σ構外部表面之外部結構化表面。 於另一項具體實施例中，—種在基材表面上製造多㈣ 構以自該基材提取光之方法係包括以下步驟：⑻提供具有 表面之基材；⑼確定所要之基材表面之第-個面積覆蓋率 百分比；⑷將多個結構配置在基材之表面上，其會造成大 於所要之第一個面積覆蓋率百分比之第二個面積覆蓋率百 分比；及⑹使至少-些此等結構收縮，以將面積覆蓋率百 分比降至所要之第一個面積覆蓋率百分比。在一些情況中， 此方法進-步包括施用結構化外塗層，以覆蓋經收縮之結 構與未覆蓋區域中之基材表面之步驟 方法進-步包括使至少-些此多個結構再流動^步驟中。此 140864 201007991

於另項具體實施例中，光轉變構造包含磷光體板塊， 八八有第個折射率，用於使在第一個波長下之光之至少 -部份轉變成在較長第二個波長下之光；舆結構化層，其 係被配置在碟光體板塊上，且具有小於第—個折射率之第 -個折射率。結構化層包含多個被直接配置在磷光體板塊 上之結構，及多個會曝露磷光體板塊之開孔。光轉變構造 進v匕3被直接配置在結構化層之至少一部份及此多個 開孔t磷光體板塊之—部份上之結構化外塗層。結構化外 塗層具有大於第二個折射率之第三個折射率。在—些情況 中^结構化外塗層會增強在第二個波長下自麟光體板塊之 光提取在-些情況中，結構化外塗層包含至少一種沿^、 况、驗、ZnSSe、ΙΤ〇、Ή〇2、Ζγ〇2、μ 叫及石夕酸 鹽。在-些情況中，於第一個與第二個折射率間之差異為 至少0.3，或至少〇.5，或至少〇7，或至少⑼。在—些情況 中’於第三個與第二個折射率間之差異為至少Μ，或至少 〇.5,或至少0.7，或至少〇.9。在一些情況中，結構化外塗層 之結構化外部表面係順應結構化層之外部表面。在一些情 況中’光轉變構造進-步包含包覆光轉變構造之封裝物。月 在-些情況中’結構化外塗層在第二個波長下之折射率係 在約1.35至約2.2之範圍内。 ' 本申⑽係揭4導體發光裝置’其包含半導體光源與 -或多種波長轉變器’其中轉變器可為半導體波長轉變 器。本中請案係進-步揭示用於增強光提取之結構。 140864 201007991 、一些所揭示之裝置具有得自相同半導體族譬如m-v族之 光源與光轉變層》在此種情況中，以單塊方式使例如ιπν 波長轉變器直接地生長及製造於m-v光源（譬如m-v led) 亡或許可行。但是，在一些情況中，具有所要輸出波長、 南轉變效率或其他期望性f之波長轉變器可得自與led所 歸屬半導體族不同之半導體族。在此種情況中，使一種組 件生長於具有高品質之另一組件上或許不可能或不可行。 例如，高效率波長轉變器可得自仏^族，而光源（譬如led) 可得自III-V族。在此種情況中，可採用各種方法以使光 轉變器連接至光源。一些此種方法係描述於2007年12月10 曰提出申請之美國專利申請案序號61/012608中。 於本申請案中所揭示之波長轉變器會向下轉變藉由光源 所發射之光線。於本文中使用之向下轉變係意謂經轉變光 之波長係大於未經轉變或入射光之波長。 圖19為發光系統1900之示意側視圖，其包含光源191〇、 光轉變層1920及光提取層193〇。光源191〇會發射在第一個波 長；下之光1915，典型上在光譜之uv或藍色區域中。光轉 變層1920會使光1915之至少一部份轉變成在較長第二個波 長心下之光1925，典型上在光譜之綠色或紅色區域中。光 提取層1930會改良發光系統之輸出光之亮度或強度，其方 式是增強自光轉變層1920之光1925提取。例如，光提取層 1930會提取在其他情況下會被捕獲在光轉變層192〇中，或在 其他情況下不會被該層透射之光。 一般而言，光轉變層1920可包含能夠使在第一個波長下 140864 10 201007991 之光之至少一部份轉變成在第二個波長下之光之任何元件 或材料。例如，層1920可包含磷光體、螢光染料，共軛發 光有機材料，譬如聚苐，光致發光半導體層、半導體電位 井或組裝或多個半導體量子點。可用於光轉變層j92〇中之 舉例填光體包括硫基沒食子酸錯、經摻雜之、銅活化 之硫化辞及銀活化之硫化辞。其他可使用之磷光體包括經 摻雜之YAG、矽酸鹽、氧氮化矽、氮化矽及鋁酸鹽為基礎 之罐光體。此種磷光體之實例包括入Ce: YAG、SrSi〇N:卽、

SrBaSiO : Eu、SrSiN : Eu 及 BaSrSiN : Eu。 在一些情況中，光轉變層1920可包含板塊磷光體，譬如 Ce . YAG板塊。Ce : YAG板塊可藉由例如在高溫與壓力下燒 結Ce : YAG磷光體粒子而製成，以形成實質上光學上透明 與非散射板塊’如在例如美國專利7,361，938中所述者。 光提取層1930包含被直接配置在光轉變層192〇上之結構 化層1940，及被配置在該結構化層上之外塗層丨950，嬖如奸 構化外塗層1950。結構化層1940包含多個被直接配置在光轉 變層1920上之結構。在一些情況中，外塗層之外部表面係 順應結構化層之外部表面。 在一些情況中，此結構在心下之折射率係低於光轉變層 1920中之最外層在相同波長下之折射率。低折射率結構化 層1940可在光轉變層之輸出表面1921上形成，例如經由使在 輸出表面上光阻構圖’譬如光構圖，或藉由在輸出表面上 沉積粒子（譬如毫微粒子）之部份或完全單層，或粒子之多 層。在一些情況中’結構化層可包含空氣，例如用於降低 140864 -11 - 201007991 結構化層在&下之折射率，例如，在一些情況中，結構化 層可包含中空結構或粒子在輸出表面1921上。包含空氣戈 氣洞之結構化層1940可在輸出表面上形成，其方式是例^ 使在輸出表面上之一種材料（譬如有機材料）構圖，以外塗 層外塗覆經構圖之材料，並移除經外塗覆構圖之材料之部 份，以形成空氣區域，例如藉由在高溫下使該部份分解。 在些情況中，於結構化層1940中之結構之折射率係小於 緊鄰該結構化層之光轉變層192〇中最外層之折射率。 外塗層1950會增強自光轉變層192〇之光提取。在—些情 況中，外塗層可包含玻璃態材料或金屬氧化物，譬如A。

Ti02、Zr02、La203、Ta205、Hf02 ' 矽酸鹽、氮化矽、氧氮 化矽或氧化銦錫。在一些情況中，外塗層可為半導體外塗 層，譬如含有ZnS、ZnSe、ZnO或半導體合金譬如 之外塗層。在一些情況中，外塗層可為溶膠_凝膠，譬如經 密緻化之溶膠-凝膠。在一些情況中，外塗層之折射率係大 於緊鄰結構化層之光轉變層192〇中最外層之折射率。 圖1為半導體發光元件1〇5之示意側視圖，其包含電致發 光裝置110，其會發射在第一個波長下，具有光子能量& 之光，與半導體光轉變構造115，用於使在第一個波長下之 光之至少一部份轉變成在較長第二個波長心下，具有光子 能量E2之光。 半導體光轉變構造115包含面向電致發光裝置11〇之第一 個窗口 120、被配置在第一個窗口上之第一個吸收層13〇、 被配置在第一個吸收層上之電位井140、被配置在電位井上 140864 -12- 201007991 之第二個吸收層131、被配置在第二個吸收層上之第二個窗 口 121、被直接配置在第二個窗口上之結構化層15()、被配 置在結構化層上之外塗層160及被配置在外塗層上且包覆 半導體電致發光元件105之封裝物17〇。 一般而言，光轉變器118可包含能夠使在第一個波長又1 下之光之至少一部份轉變成在第二個波長心下之光之任何 元件。例如，光轉變器118可包含磷光體、螢光染料，共軛

發光有機材料，譬如聚苐。可用於光轉變器118中之舉例磷 光體包括硫基沒食子酸鳃、經摻雜之GaN、銅活化之硫化 鋅及銀活化之硫化鋅。 在一些情況中，層14〇可包含電位井、量子井、量子點或 每種之倍數或多個。與例如有機材料比較，無機電位與 量子井，譬如無機半導體電位與量子井，係典型上具有增 加之光轉變效率，且因較不容易感受環境元素，譬如水份， 故為較可靠的。再者，無機電位與量子井傾向於具有較狹 窄輸出光譜，而造成例如經改良之色譜。 於本文中使用之電位井係意謂在經設計僅於—個尺寸上 局限載流子之多層丰盡+ , 千導體結構中之半導體層，其中半導體 層具圍層較低之導帶能量及/或比周圍層較高之價 旦 $ *子井一般係意謂電位井，其係足夠薄以致 量子化作用會增加井中之雷 寸〒之電子-空穴對重組之能量。量子井 典型上具有厚度為約臺料丰七h 毫微未或較小，或約10毫微米或較 小。1子點典型上具有最女p斗去 有敢大尺寸為約100毫微米或較小，或 約10毫微米或較小。 140864 -13- 201007991 在一些情況中，電位或量子井140包含II VI半導體電位或 3:子井，其具有小於藉由電致發光裝置11〇所發射光子之能 量Ει之轉變能Epw。一般而言，電位或量子井14〇之轉變能 係實質上等於藉由電位或量子井所再發射光子之能量&。 在一些情況中，電位井14〇可包含具有化合物ZnSe、 及MgSe作為合金之三種成份之CdMgZnSe合金。在一些情況 中，或多種Cd、及Zn，尤其是Mg，可不存在於合金 中。例如，電位井14〇可包含能夠於紅光中再發射之 CdowZr^GSe量子井，或能夠於綠光中再發射之 CciowZnowSe量子井。作為另一項實例’電位井14〇可包含 Cd、Zn ' Se及視情況選用iMg之合金，於此種情況中，合 金系統可以Cd(Mg)ZnSe表示。作為另—項實例，電位井14〇 可包含Cd、Mg、Se及視情況選用之办之合金。在一些情況 中’電位井可包含ZnSeTe。在一些情況中，量子井工恥具有 厚度在約1毫微米至約100毫微米或約2毫微米至約35毫微 米之範圍内。 一般而言，電位井14〇可具有任何傳導及/或價電子帶分 佈形態。舉例之分佈形態係描述於例如美國專财請案號 60/893804 中。 仏 在一些情況中，t位井14〇可經n摻雜或p換雜其中推 雜作用可藉任何適當方法及經由加人任何適當摻雜劑而達 成。在一些情況中，電致發光裝置110與電位井140可得自 兩種不同半導體族。例如’在此種情況中，電致發光裝置 no可為ΠΙ·ν半導體裝置，而電位井14〇可為㈣電位井。在 i40864 •14- 201007991 一些情況中，電致發光裝置110可包含AlGalnN半導體合金， 而電位井140可包含Cd(Mg)ZnSe半導體合金，其中被包含在 括弧中之材料為選用材料。 —般而言，半導體光轉變構造115可具有一或多個電位 井。在一些情況中，構造115可具有多個電位井。例如，在 此種情況中，構造115可具有至少2個電位井或至少5個電位 井或至少10個電位井。在一些情況中，構造115可具有具不 騫 同轉變能之至少兩個電位井或至少三個電位井或至少四個 電位井。 在一些情況中，電位井140係實質上吸收在第一個波長A 下之光。例如，在此種情況中，電位井140會吸收至少30% 或至少40%或至少50%在第一個波長下之光。在一些情況 中，電位井140在第一個波長λι下為實質上光學上透射性。 例如，在此種情況中，電位井14〇會透射至少6〇%或至少7〇% 或至少80%或至少90%在第一個波長；^下之光。 ί 光吸收層130與131會幫助光18〇之吸收及在半導體光轉 變構造115中產生載流子。在一些情況中，光吸收層13〇與 131會吸收光180之至少一部份，且因此造成光產生之載流 子對，譬如電子-空穴載流子。載流子係自光吸收層擴散或 潛移至電位井140，其係於該處重組，並發射在第二個波長 入2下之光線。 光吸收層130與131係被放置緊鄰電位井，以致光產生之 載流子可有效地擴散至電位井，以重組載流子及發射在第 二個波長又2下之光。 140864 -15- 201007991 在一些情況中’於半導體光轉變構造115中之光吸收層可 緊鄰電位井140，意謂無插入層被配置在吸收層與電位井之 間。例如’於圖1中’各第一個與第二個光吸收層13〇與131 係緊鄰電位井140。在一些情況中，於半導體光轉變構造115 中之光吸收層可緊密鄰近電位井14〇，意謂一或數個插入層 可被配置在吸收層與電位井之間。例如，在一些情況中， 一或多個插入層（未示於圖1中）可被配置在第一個光吸收 層130與電位井140之間。 在一些情況中，光吸收層可包含半導體，譬如無機半導 © 體，譬如II-VI半導體。例如，一或多個吸收層13〇與131可 包含Cd(Mg)ZnSe半導體合金。 在一些情況中，光吸收層具有帶隙能量民匕，其係小於 藉由電致發光裝置110所發射光子之能量Ει。在此種情況 中，光吸收層可吸收（譬如強烈地吸收）藉由電致發光裝置 所發射之光線。在一些情況中，光吸收層具有大於電位井 140之轉變之帶隙能量。在此種情況中，光吸收層對於在❹ 第二個波長；I2下藉由電位井再發射之光181為實質上光學 上透明。 在一些情況中，光吸收層，譬如第二個光吸收層131，具 - 有小於在第二個波長心下所發射光181之光子能量之帶隙 - 能量。在此種情況中，光吸收層可吸收光181之至少一部 伤。在此種情況中，所吸收光之至少一部份可被向下轉變 成在第三個較長波長心下之光。 在一些情況中’於半導體光轉變構造115中之至少一個光 140864 -16- 201007991 =層係以摻雜劑捧雜。在-些情況中，譬如當光吸收層 。S Cd(Mg)ZnSe合金時’摻雜劑可為第心^型推雜劑。在 一些情況中’摻雜劑可包括氣或块。在-些情況中，摻雜 劑之數目密度係在約1017公分-3至約1 〇18公分-3之範圍内： 其他舉例之摻雜劑包括A1、Ga、In、F、Br、_。 舉例之半導體光轉變構造115包含兩個光吸收層13〇與 131。-般而言’半導體光轉變構造可具有無、―、二 過兩個吸收層。在一些情況中’半導體光轉變構造115可具 有具不同$隙能量之至少兩個或至少三個或至少四個光吸 收層。 般而口光吸收層係足夠接近相應之電位井，以致光 吸收層中之光產生載流子具有擴散至電位井之合理機會。 在半導體多層堆疊不包含光吸收層之情況 -個波“下可為實質上光吸收性。 井在第 第一個與第二個窗口 12〇與121係經設計主要用以提供障 壁，以致載流子，譬如在吸收層及/或電位井中經光產生之 電子-空穴對，具有無或極少機會潛移至構造ιΐ5中之自由 或外部表面。例如，第—個窗口⑽係經設計主要用以防止 在第-個吸收層130中產生之載流子潛移至表面123，其可 於該^以非輕射性方式重組。在一些情；兄中，窗口 12〇與ΐ2ι 八有可隙此里Ew，其係大於藉由電致發光裝置11〇所發射光 子之能量E「在此種情況中’ f σ12()與121對於藉由電致 發光裝置110所發射之光線與藉由電位井14〇再發射之光線 為實質上光學上透明。 140864 201007991 舉例之半導體光轉變構造115包含兩個窗口。一般而言， 光轉變構造可具有無、一或兩個窗口。例如，在一些情況 中，半導體光轉變構造115可具有被配置在電致發光裝置 110與電位井140之間或在電致發光裝置11〇與吸收層13〇間 之單一窗口。 在些情況中，於半導體光轉變構造115中，在兩個相鄰 層間之界面之位置可為經良好界定或鮮明界面。在一些情 況中，譬如當在層内之材料組合物改變作為沿著厚度方向 之距離之函數時，在兩個相鄰層間之界面可不經良好界定， 且可為例如界定分級區域之分級界面。例如，在一些情況 中，第一個吸收層13〇與第一個窗口 12〇可具有相同材料成 份，但具有不同材料濃度。在此種情況中，吸收層之材料 組成可被逐漸改變成窗口層之材料組成，而造成在兩層間 之分級界面或區域。例如，在兩層均包含Mg之情況中，當 自吸收層逐漸轉變至窗口時，Mg之濃度可被增加。 第一個窗口 121在包含波長；^之吾人感興趣之波長區域 中具有折射率叫。在一些情況中，々為uv或藍光波長，而 入2為可見光波長在約420毫微米至約65〇毫微米之範圍内。 在此種情況中’ ηι可為在光譜可見範圍内之折射率。在一 些情況中，ηι為在於或接近波長心下之折射率。 在舉例之半導體光轉變構造115中，第二個窗口 121係被 配置在電位井140上’且形成半導體光轉變構造之外層121 與光轉變器118中之最外層。結構化層ι5〇在例如又2下具有 折射率Μ ’且係被直接配置在外層或第二個窗口 ι21上。折 140864 201007991 射率1¾係小於第二個窗口 121之折射率ηι。在一些情況中， 於屮與1¾間之差異為至少〇2，或至少〇 3，或至少〇 4，或至 少0.5 ’或至少0.6，或至少〇 7，或至少〇 8，或至少〇 9。 結構化層150包含多個結構，譬如結構151154。在此多個 結構中之一些結構可為不連續，譬如結構151與152。一些 結構可經過底部連接，譬如經過底部155互相連接之結構 153與154。結構化層15〇包含多個開孔，譬如會曝露第二個 窗口 121之開孔κη與1〇2。 在些情況中，結構化層150在第二個波長又2下為實質上 光學上透明。例如，在此種情況中，結構化層在波長心下 之總光透射率為至少5〇%，或至少6〇%，或至少7〇%，或至 少 80%。 在一些情況中，於結構化層15〇中之多個結構係形成規則 陣列之結構。在一些情況中，結構係被無規則地放置橫越 第二個窗口 121之頂部表面125。在一些情況中，結構化層 150為連續層，其包含多個或一陣列連接結構，具有開孔在 至少一些類似例如蜂巢紋圖樣之結構之間。 在一些情況中’於結構化層15〇中之多個結構係形成多個 不連續結構。例如，在一些情況中，結構化層可包含多個 粒子。例如，於圖3中之結構化層350具有多個粒子，譬如 粒子351與352。在一些情況中，粒子實質上為微粒子或毫 微粒子。例如，在此種情況中’粒子之平均大小係不超過 2〇〇〇毫微米，或不超過1500毫微米，或不超過1〇〇〇毫微米， 或不超過750毫微米。於結構化層350中之粒子可具有任何 140864 -19- 201007991 形狀，譬如任何規則或不規則形狀。 在一些情況中，於圖1中之結構化層150包含多個粒子， 其中大部份之粒子為實質上球形。例b，在此種情況中， 粒子之最大尺寸對最小尺寸之比例係不超過13，或不超過 1.25，或不超過丨.2，或不超過115，或不超過丨」。 在一些情況中，結構化層15〇可包含有機材料，譬如可構 圖或可光構圖之有機材料或聚合體，譬如光阻。在一些情 況中’結構化層15〇可包括聚苯乙烯，譬如聚苯乙烯微球體。 在一些情況中，結構化層15〇可包含無機材料，譬如金屬氧 化物或玻璃。無機材料之實例包括Si〇2 ' 、A1&、 及矽酸鹽玻璃。 在一些情況中，結構化層15〇可包含橫越頂部表面125所 緊密地填充之結構之單—或單層。在―些情況中，結構化 層150可包含結構之亞單層，意謂該結構未被緊密地填充， 及/或有實質上大於該結構之額定或平均大小之區域，其包 含無或極少結構。在此種情況中，於亞單層結構化層15〇中 之開放區域可實質上大於單一結構（譬如單一粒子）之平均 大小。 在一些情況中，結構化層150可包含多層結構。例如，圖 4為結構化層450之示意侧視圖，其係被直接配置在包含粒 子451之多層之第二個窗口 121上。此結構化層係以連續外 塗層460塗覆，且封裝物470係覆蓋外塗層。 結構化外塗層160係被直接配置在結構化層ι5〇之至少一 部伤及其中第一個窗口 121係經過結構化層150中之開孔所 140864 •20· 201007991 外露區域内之該窗口之一部份上。外塗層i6〇在例如波長七 下具有第三個折射率η3 ’其係大於第二個折射率化。在一 些情況中，η3係小於ηι。在一些情況中，係大於叫。在一 些情況中，於η3與„2間之差異為至少〇2，或至少〇3，或至 少0.4，或至少〇.5，或至少〇 6，+ -飞主ν 0.6，或至少〇 7 ’或至少〇 8，或 至少0.9。

在-些情況中，外㈣16G可提取在其他情況下於第二個 窗口之表面125上被完全内部反射之光181。在此種情況 中，外塗層會增強自半導體光轉變構造115之第二個波長、 下之光181提取。 在一些情況中，結構化外塗層16〇之外部表面162係實質 上順應結構化層150之外部表面16 i。例如’在一些情況中， 外塗層16G可使用真空沉積技術被配置在結構化層⑼上。 在此種情況中，外部表面162可順應外部表面i6i。在一些 情況中’結構化外㈣之平均厚度㈣大於結構化層ι5〇中 之、，’σ構之平均大小，在一些情況中，外塗層16〇之平均厚度 係不超過1〇〇〇毫微#，或不超過_毫微米，或不超過7⑻ 毫微米，或不超過600毫微米，或不超過5〇〇毫微米，或不 超過400毫微米。 在一些情況中，外塗層16〇在第二個波長心下為實質上光 學上透明。例如，在此種情況中，外塗層在波長4下之總 光透射率為至少篇，或至少齡，或至少·，或至少齡。 在二It况中，外塗層160可藉由例如加入—或多個島狀 物而為不連續層。例如，於圖2中’結構化層25q係被直接 140864 -21 - 201007991 配置在第二個窗口 121上，且界定開孔255在結構251與252 之間。外塗層260係被直接配置在結構化層250上，且於開 放區域中，被配置在第二個窗口 121上，於開放與外露區域 255中形成島狀物261。在一些情況中，外塗層160可為連續 層。例如，於圖3中，被直接配置在結構化層350上之外塗 層360係形成連續層。 在一些情況中，外塗層160可包含半導體、金屬氧化物或 陶竟。在一些情況中，外塗層可包含至少一種Si3 N4、氧氮 化矽、矽酸鹽、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnSSe、ZnSeTe、ZnSTe、 CdS、CdSe、CdSSe、ITO、T102、Zr02、Ta205 及 Hf02。 封裝物170係被配置在外塗層160上，且包覆半導體發光 元件105，並保護此元件隔離例如環境中之水份。在一些情 況中，封裝物可具有光學功能，譬如光學功率，用於例如 準直光181，當其離開半導體發光元件時。 電致發光裝置110可為能夠發射光線以回應電信號之任 何裝置。例如，電致發光裝置可為能夠發射光子以回應電 流之發光二極體（LED)或雷射二極體。LED電致發光裝置110 可發射在任何波長下之光線，其可為一種應用中所想要的。 例如，LED可發射在UV波長、可見光波長或IR波長下之光 線。在一些情況中，LED可為能夠發射UV光子之短波長 LED。一般而言，LED可由任何適當材料所構成，譬如有機 半導體或無機半導體，包括第IV族元素，譬如Si或Ge; III-V 化合物’譬如 InAs、AlAs、GaAs、InP、A1P、GaP、InSb、 AlSb、GaSb、GaN、AIN、InN，及 III-V 化合物之合金，譬如 140864 -22- 201007991

AlGalnP 與 AlGalnN ; II-VI 化合物，譬如 znSe、cdSe、BeSe、 MgSe、ZnTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS， 及II-VI化合物之合金’或上文所列示任何化合物之合金。 在一些情況中’電致發光裝置110可包含一或多個P_型及/ .或η-型半導體層，可包含一或多個電位及/或量子井之一或 多個活性層，緩衝層、基材層及超基質層。在一些情況中， 電致發光裝置110可為III-V半導體光源，譬如m-v LED，且 φ 可包含MGMnN半導體合金。例如，電致發光裝置110可為 GaN為基礎之LED。作為另一項實例，電致發光裝置11〇可 為II-VI LED，譬如ZnO為基礎之LED。 【實施方式】 所揭示構造之一些優點係藉下述實例進一步說明。在此 實例中所敘述之特定材料、量及尺寸，以及其他條件與細 節，不應不適當地解釋為限制本發明。 實例1 : • 製造類似圖1中之光轉變器118之半導體光轉變構造。相 對層順序及關於不同層之材料組成與厚度之估計值係揭述 於表I中。 表I :實例1構造中不同層之細節： 層編號 材料 厚度（人） 1 InP - 基^ S 2 Ga〇 4 7 In〇. 5 3 As 2000 緩 sS 3 Cd〇.37Mg〇 22Zn〇 41 Se 10924 吸^S— 4 Cd〇. 4 7 Zn〇. 5 3 Se 20 5 Cd〇.37Mg0 22Zn0 41 Se 1178 - ----- 吸 — 140864 -23- 201007991 6 Cd〇 · 4 7 Ζη〇 · 5 3 Se 20 量子井 7 Cd〇 3 7 Mg〇 2 2 Zn〇. 41 Se 1178 吸收層 8 Cd〇 4 7 Zn〇. 5 3 Se 20 量子井 9 Cd〇 3 7 Mg〇 2 2 Zn〇. 4 i Se 1178 吸收層 10 Cd〇. 4 7 Zn0.5 3 Se 20 量子井 11 Cd〇. 3 7 Mg〇 .2 2 Zn〇 .4 j Se 589 吸收層 12 吸收層側面： Cd〇 _ 3 7 Mg〇 2 2 Zn〇. 4! Se 窗口側面： Cd〇 2 2 Mg〇 4 4 Zn〇. 3 4 Se 2500 分級層 13 Cd〇 2 2 Mg〇 4 4 Zn〇. 3 4 Se 5000 窗口 首先使GalnAs緩衝層藉由分子束磊晶法（MBE)，在InP基材 上生長’以製備供Π-VI生長之表面。然後，將此構造經過 超高真空轉移系統移動至另一個用於π_νι磊晶層生長之 ΜΒΕ室，供光轉變。轉變器118包含四個CdZnSe量子井ι4〇。 各量子井140係被插入CdMgZnSe吸收層130與131之間，其可 吸收藉由GalnN為基礎之雷射二極體所發射在44〇毫微米下 之藍光。 ❹ 在將構造以黏著方式貼附至玻璃顯微鏡載玻片之後，將

InP 基材以 3HC1: 1Η20 之溶液敕 ^ ,, ,, ^ 夜移除。此蝕刻劑係停留在GaInAs 緩衝層（層#2)上。接著，使镑 便緩衝層在30耄升氫氧化銨（30重 量％)、5毫升過氧化氫（30重詈 里里％)、40克己二酸及2〇〇毫升水 之經攪拌溶液中移除，僅& 留下被貼附至顯微鏡載玻片之 Π-VI光轉變器118。 實例2 : 虽在實例1中製成之構造係自該構造之窗口側面，以λιη = 140864 -24. 201007991 440毫微米下之雷射二極體發射藍光照射時，計算此構造之 外部量子效率（EQE)。所度量之再發射波長為心ut= 539毫微 米°EQE係計算自表示式（Pout/pin)x(λin/;lout)，其中Pin為入 射功率，且P〇Ut為轉變光離開構造之輸出功率。所計算之 EQE 為 23%。 實例3 : 將在實例1中製成構造之吸收層側面以Μ%毫微粒子塗 覆’而造成類似結構化層150之結構化層。此等粒子具有平 均直徑為約440毫微米，且係得自Nissan化學美國公司 (Houston，Texas)。使粒子分散於丨_甲氧基_2_丙醇中至5%固含 量重量比。將溶液使用浸塗方法，在約65毫米/分鐘之速度 下塗覆於構造上。將一份此種試樣（試樣A)浸潰塗覆單次。 將第二份此種試樣（試樣B)浸潰塗覆數次。圖认與诏係個 別為試樣A與B之侧視掃描式電子顯微鏡（SEM)影像。使用 貫例2中所概述之方法，計算試樣a與B之EqE係個別為 30.7% 與 38.2%。 實例4 : 將得自實例3之試樣a與B使用電漿加強化學蒸氣沉積 (PECVD)方法，以SisN4外塗層塗覆，而個別造成經外塗覆之 試樣八丨與坧。外塗層之厚度為約3〇〇毫微米，且叫乂之折射 率為約1 · 8。圖6 A與6B係個別為經外塗覆試樣心與&之側視 SEM影像。使用實例2中所概述之方法，計算試樣A!與& 之EQE係個別為41.2%與41.5%。在單次浸潰粒子塗覆試樣之 情況中，Si#4外塗層之添加會增加EQE自3〇 7%至41 2%，約 140864 -25- 201007991 34%之增加。在多次浸潰粒子塗覆試樣之情況中，％乂外 塗層之添加會增加EQE自38.2%至415%，約86%之增加。 實例5 : 曰 重複貫例3中所概述之方法，以製造新試樣c (單次浸 潰）。使用實例2中所概述之方法，試樣c之所計算eqe為 33.45%。 _ 接著，將試樣C以ZnS，使用真空昇華方法外塗覆，而造 - 成經外塗覆之試樣外塗層之厚度為約4〇〇毫微米，且办s 外塗層之折射率係經估計為2 4。圖7為試樣&之側視sem 〇 影像。使用實例2中所概述之方法，試樣Ci之所計算EQE為 45.13%。因此，ZnS外塗層之添加會增加eqe自％ 至 45.13%，約 34.9% 之增加。 實例6 : 重複實例1中所概述之方法，以製造新試樣D】&。使用 實例2中所概述之方法，試樣Di_D4之所計算eqe係個別為 22.1%、19.93%、21.25%及25.7%。接著，使用實例3中所概述❹ 之方法’將試樣以Si〇2粒子之單層，在不同浸潰速度下塗 覆。關於試樣D^D4之所形成估計面積覆蓋率百分比係個別 為30%、40%、50%及70%。關於所形成試樣之所計算EQE係 個別為 29.47%、33.45%、31.76% 及 41.5%。因此，Si02 粒子之 添加會個別增加試樣Di_d&EqE達33%、68%、49%及61%。 圖8為發光系統8〇〇之示意側視圖，其包含光源81〇，譬如 LED，其會發射在第一個波長&下，具有光子能量％之光 850 ’與半導體光轉變構造815，用於使在第一個波長下之 140864 -26- 201007991 光之至少一部份轉變成在λ2下，具有光子能量&之光。 半導體光轉變構造815包含光轉變器818、被直接配置在 構造818上之結構化層15〇及外塗層16〇，譬如被配置在結構 化層上之結構化外塗層160。 光轉變器818包含面向光源810之第一個窗口 120 ;個別第 一個、第二個、第三個及第四個電位井840、841、842及843 ; 圍繞該四個電位井之個別第一個、第二個、第三個、第四

個及第五個光吸收層83〇、831、832、833及834 ;及輔助光 吸收層870。 光吸收層830-834係類似光吸收層13〇與131，且會吸收光 850之至少一部份，及因此造成光產生之載流子，譬如光產 生之電子-空穴對，其係自光吸收層擴散或潛移至電位井 840-843，其係於該處重組，並發射在第二個波長心下之光 線。光吸收層830-834係被放置緊鄰電位井，以致光產生之 載流子可有效地擴散至電位井，以重組載流子及發射在第 一個波長\下之光852。在一些情況中，光吸收層83〇 834在 例如第二個波長下係具有比電位井84〇 843較低之折射率。 在些陳况中，光850之一部份並未被吸收層830-834及/ 或電位井84咖吸收，而係以光851藉由吸收層與電位井透 射例如，在一些情況中，所發射之光線85〇可具有圖9中 以圖式所Μ強度光譜91〇,其巾水平軸為波長，而垂直軸 為強度，呈任意單位。在此種情況中，波長λι可為具有尖 蜂強度I。之尖峰發射波長，且光吸收層83〇 834之帶隙波長可 4如足夠大於又丨之;下’以致實質部份之光⑽係被吸 140864 -27- 201007991 收層吸收。在一些情況中，；^bs係為足夠小，以對會擴散 至電位井之光產生之載流子對提供足夠約束，即使在高溫 下亦然。在此種情況中，一般相應於光譜91〇尾端之光85〇 之一部份，其係位於圖9中夂。之右邊，並未被光吸收層 830-834及/或電位井840-843吸收，而係以在第一個波長下之 光851藉由光吸收層與電位井透射。在此種情況中，輔助光 吸收層870可吸收未被其他層吸收之殘留或其餘光851。在 一些情況中’輔助光吸收層870之帶隙波長係足夠大於 Aabs，以致基本上全部光851係被輔助光吸收層吸收。在此 種情況中’發光系統800之輸出光86〇基本上係在心下且 具有無或極少在；^下之光含量。在此種情況中，輔助光吸 收層之帶隙能量E丨b係小於光吸收層830-834之帶隙能量 Eabs。例如，圖1〇為得自圖8之光轉變器818之示意譜帶圖， 顯示較小Elb與較大Eabs。於圖10中，民與&係個別表示傳 導與價鍵譜帶。在一些情況中，譬如當一般期望使輸出光 860之光強度達最佳化時，輔助光吸收層之帶隙能量场匕係 大於電位井840-843之轉變能Epw，如圖10中所示。在此種情 況中，Elb係大於在心下之光子之能量&。 在一些情況中，譬如當輔助光吸收層870之帶隙能量係小 於第五個吸收層834之帶隙能量Eabs時，輔助光吸收層870 在波長4下之折射率係大於光吸收層834之折射率。在此種 情況中’波導或被捕獲於光轉變器818中於λ2下之光學模式 之電場係朝向結構化層150移動。這可造成光學模式之瞬逝 尾進一步延伸至結構化層150及/或外塗層160中，因而造成 140864 -28- 201007991 光852藉由結構化層與外塗層之增強提取。 在些情況中，泵光源810 (參閱圖8與9)會發射在第一個 波長心與較長第二個波長弋下之光。第一個波長在一些情 況中可為泵光源之尖峰發射波長七。光吸收層糾係能 ' 肖吸收在波長〜下之光。但光吸收層不能夠吸收在波長夂 . 下之光，因為&係長於光吸收層之帶隙波長Aabs。在一些 情況中，光吸收層可吸收實質部份之光85〇。例如，在此種 ❿ 情況中，光吸收層係能夠吸收至少80%，或至少85%，或至 少90%，或至少95%之光850。電位井840—843會使被光吸收層 所吸收光之至少一部份轉變成較長波長輸出光86〇。辅助光 吸收層870係能夠吸收在第一個波長心與第二個波長心下 之光，且會吸收藉由光源81〇所發射之其餘光線。 在一些情況中，半導體光轉變構造815可包含結構化層 150與外塗層160中之結構除外或加上之裝置，以自輔助光 吸收層870提取光。例如，光可藉由構圖或結構化，例如粗 • 糙化輔助光吸收層之頂部表面而被提取。作為另一項實例， 光可藉由在輔助光吸收層之外部表面上形成光子晶體而被 . 提取。舉例之光子晶體係描述於例如美國專利案號6,987,288 與7’161，188中。在一些情況中，光可藉由在辅助光吸收層之 輸出表面上形成光學元件而被提取，其中光學元件可為任 何元件，且可具有任何形狀，其係能夠提取在其他情況下 由於例如總内部反射故未離開輔助光吸收層之光之至少一 邛伤。舉例之光k取器係描述於例如共同持有之美國專利 公報案號2007/0284565 ; 2006年11月π曰提出申請之共同持有 140864 -29· 201007991 f國臨時專利申請案號60/866,265 ;及2_年6月12曰提出申 月之、同持有美國臨時專利申請案號6〇/8〇4 5斜中。 在二隋况中，光吸收層834與輔助光吸收層87〇之至少 個可為刀級材料。於此種情況中，在沿著輔助光吸收層 厚度方向之至少一個位置上，該吸收層之帶隙能量& 係小於光吸收層834之最低帶隙能量。例如’圖η為光轉變 器_之示意譜帶圖’其包含具有恒定帶隙能量^之光吸 收層1120與線性地分級之輔助光吸收層113〇。在位置τ上 之輔助光吸收層870之帶隙能量Eib係小於光吸收層834之帶❹ 隙此量Eabs。於一些情況中，在沿著輔助光吸收層87〇厚度 方向之至少一個位置上，該層在心下之折射率係大於光吸 收層834在\下之最高折射率。 一般而言，在光轉變器818中之辅助光吸收層87〇與光吸 收層，譬如光吸收層830-34，可具有任何形狀譜帶圖，其可 適用於一種應用及/或為其所想要的。例如，圖12為類似光 轉變器818之光轉變器1218之示意譜帶圖’其包含電位井 ❹ 1210、具有恒定帶隙能量艮。之光吸收層122〇及具有線性地 分級帶隙之輔助光吸收層123〇。在位置"X”上之輔助光吸收 層1230之帶隙能量Elb係小於Eabs且大於電位井1210之轉變 能 Etr〇 . 作為另一項實例’圖13為光轉變器1318之示意譜帶圖， 其包含電位井1310 '具有恒定帶隙能量Eabs之光吸收層1320 及包含包埋電位或量子井1360之具有恒定帶隙能量Elb之輔 助光吸收層1330。帶隙能量Eib係小於Eabs且大於電位井1310 140864 -30- 201007991 之轉變能Etr。作為又另一項實例，圖14為光轉變器1418之 示意譜帶圖，其包含電位井1410、具有恒定帶隙能量Eabs 之光吸收層1420及包含電位或量子井1460之具有彎曲譜帶 圖之輔助光吸收層1430。輔助光吸收層在位置"X”上具有帶 - 隙能量Elb，其係小於Eabs且大於電位井1410之轉變能Etr。 _ 在一些情況中，於圖8中之光轉變器層818可包含一或多 個載流子阻斷層，譬如或除了窗口 120以外，用於防止光產 0 生之載流子潛移或擴散至例如光轉變器之外部表面或内部 區域。例如，圖15為光轉變器1518之示意譜帶圖，其包含 電位井1510、具有恒定帶隙能量Eabs之光吸收層1520、具有 恒定帶隙能量Elb之輔助光吸收層1530，及被配置在層1520 與1530間之載流子障壁層1540，具有恒定帶隙能量Ecb，用 於阻斷在光吸收層1520中之載流子潛移（譬如擴散）至輔助 光吸收層1530。帶隙能量Elb係小於Eabs且大於電位井1510 之轉變能Etr。作為另一項實例，圖16為光轉變器1618之示 • 意譜帶圖，其包含電位井1610，具有恒定帶隙能量Eabs之光 吸收層1620，及線性地分級區域1670，其包含輔助光吸收層 1630與載流子障壁層1640，用於阻斷在例如電位井1610與光 吸收層1620中之載流子潛移至辅助光吸收層1630。在位置 ' "X”上之輔助光吸收層之帶隙能量Elb係小於Eabs且大於電 位井1610之轉變能Etr。作為又另一項實例，圖17為光轉變 器Π18之示意譜帶圖，其包含電位井1710，具有恒定帶隙能 量Eabs之光吸收層1720，及非線性地分級區域1770，其包含 輔助光吸收層1730與載流子障壁層或窗口 1740，用於阻斷在 140864 -31 - 201007991 例如光吸收層1720及/或輔助光吸收層1730中之載流子潛移 至例如未明確地示於圖中之光轉變器1718之輸出表面。在 位置’’X”上之輔助光吸收層之帶隙能量Elb係小於Eabs且大 於電位井1710之轉變能Etr。 實例7 : 製造類似圖1中之光轉變器118之半導體光轉變構造。相 對層順序及關於不同層之材料組成、厚度、整體帶隙能量 及折射率之所估計值係摘述於表II中。 表II :實例6構造中不同層之細節： 層編號 材料 厚度(Α°) 帶隙(eV) 折射率 說明 1 InP - - - 基材 2 Ga〇.47ln〇_53As 2000 0.77 - 缓衝層 3 Cd0.38MS〇.21Zn0.41Se ： C1 5600 2.49 2.64 輔助吸收層 4 輔助吸收層側面： Cd0.38Mg〇.21Zn0.41Se ： 吸收層側面： Cd0.35Mg〇.26Zn0.39Se : C1 500 2.49 - 2.578 2.59 分級層 5 Cd0.35Mg〇.26Zn0.39Se ： C1 4880 2.578 2.59 吸收層 6 Cd0.47Zn0.53Se 20 2.15 2.69 量子井 7 Cd0.35Mg〇_26Zn0.39Se : C1 1180 2.578 2.59 吸收層 8 Cd0.47Zn0.53Se 20 2.15 2.69 量子井 9 Cd0.35Mg〇.26Zn0.39Se : C1 1180 2.578 2.59 吸收層 10 Cd0.47Zn0.53Se 20 2.15 2.69 量子井 11 Cd0.35MS〇.26Zn0.39Se ： C1 1180 2.578 2.59 吸收層 12 Cd0.47Zn0.53Se 20 2.15 2.69 量子井 13 Cd0.35M§0.26Zn0.39Se : 80 2.578 2.59 吸收層 14 吸收層側面： Cd0.35M§0.26Zn0.39Se : Cl窗口側面： Cd〇 22Mg〇 44Zn0 34Se 2500 2.578 - 3.0 2.59- 2.41 分級層 140864 -32- 201007991 15 Cd0.19Mg〇.49Zn0.32Se 5000 3.0 2.41 窗口 首先使GalnAs緩衝層藉由MBE，在InP基材上生長，以製 備供II-VI生長之表面。然後，將此構造經過超高真空轉移 系統移動至另一個用於II-VI磊晶層生長之MBE室，供光轉 變。轉變器118包含四個CdZnSe量子井140。各量子井140係 被插入CdMgZnSe吸收層之間，其可吸收藉由GalnN為基礎之 雷射二極體所發射在440毫微米下之藍光。 在將構造以黏著方式貼附至玻璃顯微鏡載玻片之後，將 InP基材以3HC1 : 1H20之溶液移除。蝕刻劑係停留在GalnAs 緩衝層（層#2)上。接著，將緩衝層在30毫升氫氧化銨（30重 量％)、5毫升過氧化氳（30重量％)、40克己二酸及200毫升水 之經攪拌溶液中移除，僅留下被貼附至顯微鏡載玻片之 II-VI光轉變器118 〇 所形成之構造可自窗口側面，以具有在453毫微米下尖峰 發射之GalnN藍光泵LED與類似圖9中光譜910之光譜照射。 此構造之再發射輸出光可具有在538毫微米下之尖峰發射， 其係相應於量子井之2.305 eV之轉變能。如在表Π中所指示， 光吸收層具有2.578 eV之帶隙能量，其係相應於光譜910中 之481毫微米之波長Aabs。相應於光譜910下，在Aabs左側上 區域之約96%入射光可被吸收層吸收，而相應於Aabs右側上 區域之其餘4%可被輔助光吸收層吸收。 此構造之載流子約束能量（電位井之總深度）為0.273 eV (2.578-2.305)。類似此構造但具有與輔助光吸收層相同材料之 光吸收層之構造，基本上會吸收所有泵光，但具有降低之 140864 -33- 201007991 約束能量為0.185 eV (2.490-2.305)。因此，光吸收層與輔助光 吸收層之合併使用會增加約束能量自〇 185 eV至〇 273 eV，接 近48%之增加’然而輔助光吸收層係僅吸收約4%之入射果 光。 回復參考圖1 ’作為不同系統參數函數之結構化層15〇與 外塗層160之提取效率係於數字上經分析關於光學構造 1800，其側視圖係概要地示於圖18中。此光學構造包含基 材1810，結構化層1850，其包含被直接排列在基材181〇之頂 4表面1812上之方形陣列球形粒子1855 ’及被直接配置在結 構化層上與基材之外露區域上之外塗層182〇。基材之折射 率屮為2.646。粒子1855之直徑D為200毫微米，且該粒子之 折射率叱為1.45，相應於例如si〇2粒子。在相鄰粒子間之間 距P為500毫微米。此等粒子係覆蓋基材181〇之5〇%頂部表面 1812。關於外塗層，陸面厚度^為丨㈨毫微米，尺寸【2與4各 為100毫微米，且t4為300毫微米。外塗層之折射率％會在數 字模擬期間改變。 光源1805係被放置在基材之底部表面1814上，且會發射 在540毫微米下之均勻光18〇7。將光學構造18〇〇之提取效率 製作模型’並於數字上使用有效二次元有限時域差分 (FDTD)途徑計算。提取效率係被定義為輸出光184〇之功率 對所發射入射光1807之功率之比例。於結構化層與外塗層 不存在下之提取效率為16.4%。 圖20顯示於結構化層與結構化外塗層存在下，作為叱函 數之光學構造1800之提取效率。關於空氣外塗層加3 =1，相 140864 -34. 201007991 應於圖20中之點ρ!)之提取效率為19 2%。因此，未使用（或 空氣）外塗層，粒子會增加提取效率自16 4%至19 2%，約 17.1%之增加。相應於Si〇2外塗層，在點& (巧=145)上之提取 效率為19.8%，其係為自無外塗層之約2〇 7%增加。於圖2〇 中之點Ps-P5係個別相應於Si3N4、ZnS及ZnSe外塗層。提取效 率在區域Q!中一般係遵照線條Li，在區域q2中為線條、， 及在區域Q3中為線條h。在區域q2中之線條q係相應於外 塗層折射率係在約2.0至約2.7之範圍内，且具有比線條 h與L3較大之斜率。區域Q2顯示提取效率對於結構化外塗 層之折射率之較大依賴性。 在一些情況中’結構化層15〇可於施加外塗層170之前經 修改。例如，在一些情況中，將結構化層以外塗層17〇塗覆 之前，於結構化層150中之至少一些結構之形狀及/或大小 可經修改。一種此類舉例方法係參考圖21A_21C加以描述。 圖21A為光學構造2100之示意側視圖，其包含半導體基材 2110及被直接配置在半導體基材上之結構化層2120。此基材 可例如類似圖1中之第二個窗口丨21或圖8中之辅助吸收層 870。在一些情況中，基材2120可為可例如類似輔助吸收層 870之多層、一層。 結構化層2120可類似例如圖1中之結構化層丨。結構化 層2120包含多個被直接配置在基材211〇上之不連續粒子 2122。在一些情況中，粒子2122可為有機，譬如聚合體。舉 例之聚合體包括聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚（甲基）丙稀酸酯（例 如聚甲基丙烯酸曱酯（PMMA)、聚烯烴（例如聚丙烯（pp))、聚 140864 -35- 201007991 胺基甲酸酯、聚酯（例如聚對苯二甲酸乙二酯（PET))、聚醯 胺、聚醯亞胺、酚性樹脂、二醋酸纖維素、三醋酸纖維素、 苯乙烯-丙婦腈共聚物、環氧類等。 粒子2122係在基材2110之頂部表面2126上形成單層。此單 層包含曝露基材頂部表面之開放區域，譬如開放區域 2124 °在-些情況令’此等粒子可經由使粒子曝露至蚀刻 劑而於大小上收縮或降低。例&，姓刻劑可敍刻掉各粒子 ❹ 之部份，造成較小或收縮粒子。舉例之敍刻方法包括潮濕 或乾燥化學钮刻與反應性離子银刻。在一些情況中，粒子 為聚苯乙烯，且蝕刻方法為氧電漿或反應性離子蝕刻。 在一些情況中’係使粒子肋再流動，其方式是使粒子 曝露至足夠熱。例如’聚合體粒子2122可在於或接近粒子 溶點之溫度下再流動。在一些情況中，敍刻劑與熱可同時 被把用至粒子’以使至少一些粒子收縮與再流動。在一些 ❹ 情況中’㈣程序可產生熱，其使用一些熱或無外加之熱 可使粒子再流動。 在二^兄中’結構2122之平均大小可實質上決定該結 之面在度’而姑刻量，譬如姓刻時間，可於姓刻步驟 :後’決定被結構（結構迎）之面積覆蓋率百分比。在一些 ^況中’以所要之表面結構密度與表面覆蓋率百分比為基 礎’可計算或以其# 〜 與蚀刻量。例如，、對於;=要要之最初平均結構大小 粒子直徑R，而對於特^要之粒子密度，可測定平均 鲁“ 面積覆蓋率百分比，及以 例如實驗數據為基礎，可測定姓刻參數，例如敍刻時間。 140864 -36- 201007991 其次’例如具有平均直徑R之緊密填充粒子之單層可被施 用至表面，以提供所要之表面粒子密度。接著，粒子可板 據所測得之蝕刻參數蝕刻，以造成所要之被蝕刻粒子之表 面覆盍率百分比。在一些情況中’粒子可經外塗覆。 在一些情況中，為達成所要之最後表面覆蓋率百分比， 首先將多個結構配置於頂部表面2126上，其會造成最初面 積覆蓋率百分比大於所要之最後面積覆蓋率百分比。接著， 使至少一些此等結構足夠地收縮，以將最初面積覆蓋率百 分比降至所要之最後面積覆蓋率百分比。在一些情況中’ 可使至乂些此等結構再流動。在一些情況中，結構係接 著以外塗層塗覆，以覆蓋經收縮之結構與未覆蓋區域中之 頂部表面。 在接受足夠熱與-或多種蚀刻劑之後，光學構造2ι〇〇係 被修改成圖21B中以圖式所示之光學構造215〇。特定言之， 在結構化層212G中之粒子2122已被部份㈣及再流動之後， 層2120係被改變或修改成結構化層2130。結構化層213〇包含 粒子2132 ’其係小於相應之粒子2122，且已再流動，此係由 於曝露至熱所致。於再流動之後，粒子2132具有平坦底部 加4:在-些情況中’粒子迎為圓頂或圓錐體狀。在一 些情況巾’使粒子再㈣與收縮之步料同時或同步進行。 在-些情況中，此兩個步驟可相繼地進行。例如，粒子可 藉由姓刻劑於大小上被降低，接著為加熱步驟，以使姓刻 粒子再流動。 在一些情況中，將韻刻劑與熱施用至粒子之後，基材2110 140864 37- 201007991 之頂部表面2i26被多個粒子之覆蓋率百》比係降低。例如， 在此種情況中，粒子2122係覆蓋圖21A中之第一個百分比之 頂部表面2i26，而粒子2132係覆蓋圖2m中之第二個百分比 之頂部表面2126，其中第二個百分比係小於第一個百分比。 在一些情況中，收縮步驟可降低粒子之平均大小，譬如 平均侧向大小，達至少10%，或達至少2〇% ’或達至少3〇%， 或達至少4G%，或達至少5G%，或達至少娜，或達至少7〇%。 在一些情況中，基材之頂部表面被此多個結構之面積覆蓋 率百分比係於收縮步驟之後降低。例如，在此種情況中， 面積覆蓋率百分比可降低達至少1〇% ,或至少2〇% ,或達至 少30%，或達至少40%，或達至少5〇%。 在一些情況中，光學構造2150係以外塗層2160塗覆，而 造成圖21C中以圖式所示之光學構造218〇。外塗層216〇係覆 蓋此多個粒子2132及在開放區域（譬如在開放區域2124)中 之基材2110之頂部表面。 基材2110例如在光譜之可見光區中具有折射率n〗，於結 構化層2130中之粒子2132具有折射率％，及外塗層216〇具有 折射率叱。在一些情況中，％係小於屮。例如，在此種情況 中’基材2110包含半導體材料’具有折射率在約2至約2.7， 或約2至約2.5之範圍内，且粒子2132包含聚合體，具有折射 率在約1.5至約1.8之範圍内。在一些情況中，％係大於％。 例如，在此種情況中’基材2110包含半導體材料，具有折 射率在約2至約2.3之範圍内，且外塗層2160包含不同半導 體，具有折射率在約2.3至約2.7之範圍内。 140864 *38- 201007991 實例8 : 半導體光轉變構造係使用實例1中所概述之方法製造β 此構造之所計算EQE為15.29%。將構造之吸收層側面以聚笨 乙烯（PS)微球體塗覆，而造成類似圖21Α中結構化層2120之 結構化層。微球體具有平均直徑為約1〇〇〇毫微米，且係得 自VWR科學產物（South Plainfield, New Jersey)。微球體之折射率 為約1.59 ’而在構造中之吸收劑之折射率為約2 6。微球體 係被分散於吒〇中至10%固含量重量比。將溶液使用旋轉塗 覆方法，在速度為約200 rpm下，歷經約20秒，接著在速度 為約5000 rpm下，歷經約5秒，施用至吸收層之頂部表面（於 圖21A中之頂部表面2126)。圖22A為所形成試樣之SEM影像， 顯示在光轉變構造之頂部表面上之緊密填充微球體朽粒 子。頂部表面被微球體之面積覆蓋率為約9〇%，且所形成 試樣之所計算EQE為22.9%。因此，ps粒子會增加EqE自 15.29%至22.9% ’約49.8%之增加。然後，將試樣在氧電漿（6 mT，RF功率為80 W，及感應偶合電漿功率為12〇〇 w)中蝕 刻，以使粒子再流動，並降低其大小。所形成被粒子之表 面覆蓋率為約64%。因此，蝕刻步驟會降低面積覆蓋率百 分比自約90%至約64%。圖22B為所形成試樣之SEM影像。 粒子為圓錐體狀或圓頂狀，具有平坦底部。所形成試樣之 所计算EQE為27.8%。接著，將試樣以，使用真空蒸鍍方 法外塗覆。外塗層之厚度為約4〇〇毫微米，且ZnS外塗層之 折射率為約2.4。圖22C為所形成試樣之SEM影像。所形成試 樣之所計算EQE*37.8%。因此，ZnS外塗層之添加會增加 140864 -39- 201007991 EQE自27.8%至37.8%，約36%之增加。 實例9 : 半導體光轉變構造係使用實例1中所概述之方法製造。 此構造之所計算EQE為17.65。此構造之吸收層側面係以聚 苯乙烯（PS)微球體塗覆，而造成類似圖21A中結構化層2120 之結構化層。微球體具有平均直徑為約500毫微米，且係得 自VWR科學產物（South Plainfield, New Jersey)。微球體之折射率 為約1.59，而在構造中之吸收層之折射率為約2.6。微球體 係被分散於H20中至1.5%固含量重量比。將溶液使用浸塗 方法，在速度為約65毫米/分鐘下，施用至吸收層之頂部表 面（於圖21A中之頂部表面2126)。將試樣浸塗單次。所形成 試樣之所計算EQE為26.40%。因此，PS粒子會增加EQE自 17.65%至26.40%，約49.6%之增加。然後，將試樣在氧電漿（200 mT，200 mW，及8英吋直徑加熱板）中蝕刻，以使粒子稍微 地收縮與再流動。所形成之粒子為圓錐體狀或圓頂狀，具 有平坦底部。接著，將試樣以ZnS，使用真空蒸鍍方法外塗 覆。外塗層之厚度為約400毫微米，且ZnS外塗層之折射率 為約2.4。所形成試樣之所計算EQE為35.5%。因此，ZnS外 塗層之添加會增加EQE自26.4%至35.5%，約34.5%之增加。 圖23為光源2300之示意側視圖，其包含在第一個波長 下之LED光源發射光850，與光轉變層2315，其會使光850之 至少一部份轉變成在較長第二個波長下之光852。光轉變 構造2315包含被配置在基材2320上，具有第一個折射率η! 之磷光體板塊2330。磷光體板塊2330會吸收光850之至少一 140864 -40- 201007991 部份，且會再發射被吸收光之至少一部份成為在波長心下 之光852。可用於磷光體板塊233〇中之舉例磷光體包括硫基 沒食子酸锶、經掺雜之GaN、銅活化之硫化鋅及銀活化之 硫化鋅。其他可使用之磷光體包括經摻雜之YAG、矽酸鹽、 氧氮化矽、氮化矽及鋁酸鹽為基礎之磷光體。此種磷光體 之實例包括 Ce : YAG、SrSiON : Eu、SrBaSiO : Eu、SrSiN : Eu 及 BaSrSiN : Eu。 基材2320可包含在一種應用中可為適當之任何材料。舉 例之材料包括玻璃、聚合體，陶瓷材料，譬如氧化鋁，藍 寶石，及金屬，譬如包含一或多個用於允許光線通過之透 明開孔或孔洞之金屬。在一些情況中，基材232〇於第一個 波長下為實質上光學上透射性。在一些情況中，基材於心 下可為不透明。在此種情況中，基材可包含一或多個供光 850通過基材之光學或其他開孔。在一些情況中，基材232〇 可包含未明確地示於圖23中之其他功能層，譬如在心下之 反射鏡或散熱體。 光轉變構造2315進-步包含被配置在磷光體板塊233〇上 之結構化層150。結構化層15〇具有第二個折射率k，其係 小於磷光體板塊之第一個折射率ηι ^結構化層包含多個被 直接配置在填光體板塊上之結構151 &多個會曝露碟光體 板塊之開孔2305。光轉變構造2315進一步包含類似外塗層 160之結構化外塗層236〇，其係被直接配置在結構化層 之至少一部份及多個開孔（譬如開孔23〇5)中之磷光體板塊 之-部份上。結構化外塗層2具有大於第二個折射率〜 140864 -41· 201007991 之第三個折射率n3。 在一些情況中’結構化外塗層2360可經由使所捕獲光之 瞬逝尾更進一步延伸至結構化外塗層中，而増強被捕獲在 碟光體板塊中之第二個波長心下之光提取。此尾延伸可藉 由結構151增加所捕獲光之散射’而造成所捕獲光自碟光體 板塊之增加提取。 在一些情況中’結構化層150於第二個波長下為實質上光 學上透明。在一些情況中，結構化外塗層236〇於第二個波 長下為實質上光學上透明。在一些情況中，於結構化層15〇 中之多個結構包含多個不連續結構，譬如不連續粒子，其 中在一些情況下，大部份之此多個不連續粒子為實質上球 形。在一些情況中’於結構化層150中之多個結構包含多個 互連結構。 在一些情況中，結構化外塗層2360包含至少一種別3仏、

ZnS、ZnSe、ZnSSe、ITO、Ti02、Zr02、Ta205、Hf02 及矽酸 鹽’譬如矽酸鹽玻璃。在一些情況中，結構化外塗層236〇 包含半導體。在一些情況中’結構化外塗層2360之結構化 外部表面2361係順應結構化層150之結構化外部表面2362。 作為不同系統參數函數之光轉變構造2315之提取效率係 於數字上使用圖18中之光學構造1800分析。基材之折射率 叫為1.84 ’其係為關於磷光體板塊，譬如磷光體板塊233〇之 典型數值。粒子1855之直徑D為200毫微米，且該粒子之折 射率巧為1.45，相應於例如Si〇2粒子。在相鄰粒子間之間距 P為500毫微米。此等粒子係覆蓋基材1810之5〇%頂部表面 140864 -42- 201007991 1812。關於外塗層，陸面厚度ti為湖毫微米，尺寸^與^各 為100毫微米，及Q為300毫微米。外塗層之折射率叱會在數 字模擬期間改變。 光源1805係被放置在基材之底部表面1814上，且會發射 ' 在540毫微米下之均勻光。將光學構造1800之提取效率 • 製作模型，並於數字上使用有效二次元有限時域差分 (FDTD)途徑計算。 _ 圖24顯不於結構化層與外塗層存在下，作為％函數之光 學構造1800之提取效率。相應於Si〇2外塗層，在點q叫=1必） 下之提取效率為40.5%。於圖24中之點仏與仏係個別相應於 si#4與ή〇2外塗層。對於在約丨35至約2·2或約χ必至約2 2範 圍内之叱，提取效率為至少約4〇%。在一些情況中，外塗層 可包含MgF2，具有折射率在約1.38至約1.39之範圍内。在一 些情況中，外塗層可包含多孔性塗層。例如，外塗層可包 含多孔性Si〇2塗層，具有折射率小於約〗45，譬如折射率為 ，約1.4 ’或約ι·35，或約13〇，或約129。 當於本文中使用時，一些術語，譬如”垂直"、"水平"、 "高於”、"低於”、"左邊"、"右邊"、，，上方"與"下方"、 頂部與底部"及其他類似術語，係指相對位置，如圖中 所示 般而言’物理具體實施例可具有不同取向，且在 該情況中，此等術語係意欲指稱對裝置之實際取向經修改 之相對位置例如，即使於圖1中之構造係被翻轉，當與圖 中之取勹比較時，第一個吸收層13〇仍然被認為是”低於" 電位井140。 140864 -43- 201007991 雖然本發明之特殊實例係詳細描述於上文以幫助解釋本 發明之各方面，但應明瞭的是，並非意圖將本發明限制於 實例之特定内容。而是’係意圖涵蓋落在本發明精神與範 圍内之所有修正、具體實施例及替代方式，如藉由隨文所 附請求項所界定者。 【圖式簡單說明】 本發明可在考量本發明不同具體實施例之上文詳細說 明，連同伴隨之附圖，而更完全地瞭解及明瞭，其中： 圖1為發光系統之示意側視圖； 圖2為結構化層與外塗層之示意側視圖 圖3為另一種結構化層與另一種外塗層之示意侧視圖； 圖4為另一種結構化層與另一種外塗層之示意侧視圖； 圖5A與5B係個別為毫微粒子之單層與毫微粒子之多層 之掃描式電子顯微鏡（SEM)影像； 圖6A與6B係個別為毫微粒子之經外塗覆單層與毫微粒 子之經外塗覆多層之SEM影像； 圖7為毫微粒子之另—種經外塗覆單層之謂影像； 圖8為發光系統之示意側視圖； 圖9為所發射光線之示意強度光譜； 圈1〇為光轉變器之示意譜帶圖； 圖11為另一種光轉變器之示意譜帶圖； 圖12為另一種光轉變器之示意譜帶圖； 圖13為另一種光轉變器之示意譜帶圖； 圖14為另一種光轉變器之示意譜帶圖； 140864 201007991 圖15為另一種光轉變器之示意譜帶圖； 圖16為另一種光轉變器之示意譜帶圖； 圖17為另一種光轉變器之示意譜帶圖； 圖18為光學構造之示意側視圖； • 圖19為發光系統之示意側視圖； ^ 圖20為所計算百分比提取效率作為外塗層折射率函數之 圖； 圖21A-21C為在製造光學構造之方法中，於中間階段或步 驟下之裝置之示意表示圖； 圖22A為聚苯乙烯粒子之單層之SEM影像； 圖22B為圖22A中經蝕刻及再流動粒子之SEM影像； 圖22C為圖22B中以ZnS外塗覆粒子之SEM影像； 圖23為光源之示意側視圖；及 圖24為所計算百分比提取效率作為外塗層折射率函數之 圖。 φ 於多個圖中所使用之相同參考數字係指具有相同或類似 性質與功能之相同或類似元件。 【主要元件符號說明】 100 發光系統 . 101 開孔 102 開孔 105 半導體發光元件 110 電致發光裝置 115 半導體光轉變構造 140864 -45- 201007991 118 光轉變器 120 第一個窗口 121 第二個窗口 123 表面 125 頂部表面 130 第一個吸收層 131 第二個吸收層 140 電位井 150 結構化層 151 結構 152 結構 153 結構 154 結構 155 底部 160 結構化外塗層 161 外部表面 162 外部表面 170 封裝物 180 光 181 光 250 結構化層 251 結構 252 結構 255 開孔 140864 -46- 201007991

260 外塗層 261 島狀物 350 結構化層 351 粒子 352 粒子 360 外塗層 450 結構化層 451 粒子 460 連續外塗層 470 封裝物 800 發光系統 810 光源 815 半導體光轉變構造 818 光轉變器 830 第一個光吸收層 831 第二個光吸收層 832 第三個光吸收層 833 第四個光吸收層 834 第五個光吸收層 840 第一個電位井 841 第二個電位井 842 第三個電位井 843 第四個電位井 850 光 140864 -47- 201007991 851 光 852 光 860 輸出光 870 輔助光吸收層 910 光譜 1100 光轉變器 1120 光吸收層 1130 線性地分級之輔助光吸收層 1210 電位井 1218 光轉變器 1220 光吸收層 1230輔助光吸收層 1310 電位井 1318 光轉變器 1320 光吸收層 1330 輔助光吸收層 1360 包埋之電位或量子井 1410 電位井 1418 光轉變器 1420 光吸收層 1430輔助光吸收層 1460 電位或量子井 1510 電位井 1518 光轉變器 140864 -48- 201007991 1520 - 光吸收層 1530 輔助光吸收層 1540 載流子障壁層 1610 電位井 - 1618 光轉變器 . 1620 光吸收層 1630 輔助光吸收層 赢 1640 w 載流子障壁層 1670 線性地分級區域 1710 電位井 1718 光轉變器 1720 光吸收層 1730 輔助光吸收層 1740 載流子障壁層或窗口 1770 非線性地分級區域 φ 1800 光學構造 1805 光源 1807 光 1810 基材 ' 1812 頂部表面 1814 底部表面 1820 外塗層 1840 輸出光 1850 結構化層 140864 -49 201007991 1855 粒子 1900 發光系統 1910 光源 1915 光 1920 光轉變層 1921 輸出表面 1925 光 1930 光提取層 1940 結構化層 1950 外塗層 2100 光學構造 2110 半導體基材 2120 結構化層 2122 粒子 2124 開放區域 2126 頂部表面 2130 結構化層 2132 粒子 2134 平坦底部 2150 光學構造 2160 外塗層 2180 光學構造 2300 光源 2305 開孔

140864 •50- 201007991 2315 光轉變構造 2320 基材 2330磷光體板塊 2360 結構化外塗層 2361 結構化外部表面 2362 結構化外部表面 140864 -51 -

Claims (1)

1. 201007991 七、申請專利範圍·· 造光學構造以自基材提取光之方法，此方法包括以 下步驟： ⑻七:供具有表面之基材； (b)將多個結構配置在基材 mu 隹暴材之表面上，此多個結構係形 成使基材表面曝露之開放區域； ⑹使至少一些該結構收縮；及 :)施加外塗層’以覆蓋經收縮之結構與開放區域中之 基材表面。 其中步驟(C)係經由將蝕刻劑施用至該 2♦如凊求項1之方法 多個結構而進行。 項1之方法’其中基材之表面被該多個結構之覆蓋 '百分比係於施用蝕刻劑之後降低。 4·如=求項1之方法，其中該多個結構包含聚苯乙稀。 5. 如=求項1之方法，其中該多個結構包含多個粒子。 6. ^未項5之方法，其中該多個粒子於施㈣刻劑之前為 上球形，而於施用蝕刻劑之後為實質上圓錐體狀。 7. 如請求項1之方法，其中基材具有折射率〜，且該多個結 構具有折射率n2，而其中n2係小於％。 8. 如請求们之方法，其中步驟⑻至⑹係連續地進行。 9. 如請求们之方法，其進-步包括使至少—些該結構再流 動之步驟。 10. 如，求項9之方法，其中使至少—些該結構再流動之步驟 係藉由施加熱至該多個結構而進行。 140864 201007991 其中使至少 11.如请求項9之方法， 之步驟係同時進行 一些該粒子收縮與再流動 12.如請求項1之方法 收縮至少20%。 13. 如請求項1之方法 收縮至少40%。 14. 如凊求項1之方法 外塗層。 八中至少一些該結構係於步驟⑹中被 其中至少一些該結構係於步驟(c)中被 其中於步驟（d)中之外塗層包括結構化 1請求項1之方法，其中於步驟⑹中之外塗層包含順應該 構外部表面之外部結構化表面。 種在基材表面上製造多個結構以自該基材提取光之方 法，此方法包括以下步驟： ⑻提供具有表面之基材； (b)確疋基材表面之所要第-個面積覆蓋率百分比； ⑹將多個結構配置在基材之表面上，而造成第二個面 積覆蓋率百分比大於所要之第一個面積覆蓋率百分比;及 ⑼使至少一些該結構收縮’以將面積覆蓋率百分比降 至所要之第一個面積覆蓋率百分比。 π.如2求項16之方法，其進一步包括施用結構化外塗層，以 覆蓋、•二收縮之結構與未覆蓋區域中之基材表面之步驟。 18. 如請求項16之方法，其進一步包括使至少一些該多個結構 再流動之步驟。 19. 如請求項16之方法，其中該多個結構包含多個粒子。 140864