TW201405885A - 增光之發光裝置 - Google Patents

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TW201405885A
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Liang Wang
Masud Beroz
Ilyas Mohammed
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Invensas Corp
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Abstract

本案為一種增光之發光裝置，包含一光增強層，具奈分子；各個奈分子具一導電核心由一電性絕緣殼體包圍；增光層係配置在一頂部半導體層上，並於一發光裝置之一光發射之一較佳路徑上。奈分子增強發光裝置之光發射係由於射極表面電漿耦合的緣故。

Description

增光之發光裝置
本案為一種增光之發光裝置，其技術領域係關於積體電路設計及製造，尤其係關於增光之發光裝置之系統及方法。
發光裝置之效能須要改善。
【簡要說明】
因此，需要有增光之發光裝置系統及方法。進而需要增光之發光裝置系統及方法，來改良發光裝置之發光、吸光及效能，更進一步需要增光之發光裝置系統及方法之存在，來與現存之積體電路設計、製造及測試之系統及方法作相容及互補。本案之實施例可提供這些優點。
由本案之實施例可知，一裝置包含一增光層，其具奈分子(Nano Particle)。各個奈分子包含之一導電核心係被一電絕緣殼圍繞。增光層係在一頂部半導體層上，以一發光裝置之光發射之一較佳路徑來配置。奈分子可增強發光裝置之光發射的緣由在於利用射極表面電漿耦合。
根據本案另一實施例，一裝置包含之一絕緣層係配置在一半導體層上。絕緣層係在一發光裝置之一光發射層對面。一 層導電奈分子係配置在絕緣層上。奈分子可互相電耦合。
根據本案之方法的實施例，得以形成一複數奈分子。各自奈分子包含之一導電核心係被一絕緣殼圍繞。一頂部半導體層係建構於一發光裝置之一光發射層之上。複數奈分子係塗在頂部半導體層之上。複數奈分子可被噴塗到頂部半導體層上。
100‧‧‧二極體
101‧‧‧二極體
110‧‧‧底部半導體層
120‧‧‧光發射層
130‧‧‧頂部半導體層
140‧‧‧金屬奈分子
141‧‧‧金屬奈分子
143‧‧‧金屬奈分子
144‧‧‧金屬奈分子
150‧‧‧透鏡
160‧‧‧電流延伸物質
161‧‧‧電流延伸物質
163‧‧‧電流延伸物質
164‧‧‧電流延伸物質
170‧‧‧鏡面層
200‧‧‧具介電質塗層之金屬奈分子
210‧‧‧金屬奈分子
220‧‧‧介電質塗層
260‧‧‧電流延伸物質
300‧‧‧二極體
301‧‧‧二極體
310‧‧‧介電質層
311‧‧‧介電質層
320‧‧‧金屬奈分子
321‧‧‧金屬奈分子
370‧‧‧鏡面層
500‧‧‧照明器具
510‧‧‧基部
520‧‧‧電子電路
530‧‧‧光學元件
540‧‧‧發光二極體
圖1A為本案較佳實施例之增光發光二極體示意圖。
圖1B為本案較佳實施例之增光發光二極體示意圖。
圖1C為本案較佳實施例之增光發光二極體另一結構安排之區段示意圖。
圖1D為本案較佳實施例之增光發光二極體進一步結構安排之區段示意圖。
圖2A為本案較佳實施例之具介電質塗層之金屬奈分子之剖面示意圖。
圖2B為本案較佳實施例之具介電質塗層及電流延伸物質之金屬奈分子之剖面示意圖。
圖3A為本案較佳實施例之增光發光二極體示意圖。
圖3B為本案較佳實施例之增光發光二極體示意圖。
圖4為本案較佳實施例之發光二極體之生產方法示意圖。
圖5為本案較佳實施例之增光發光二極體之應用例示意圖。
參照本案之不同實施例，圖示係為較佳實施例。與這些實施例有關之發明說明非用以限制本發明之範圍。相對的，本發明係藉由這些實施例來函蓋與本案有關之變更，修改及等效的發明，只要具本案之發明精神者，皆為本案所欲保護者。更進一步說，在詳細說明中，各種舉列係為了使熟知本技術人士對本發明之了解。然而，這對熟知本技術人士而言，則不用再多加說明，即可據以實施。其他如已知之方法、生產、元件及電路無關乎本案之發明精神者，則非本案所欲陳述者。
標記及術語
詳細說明之某些部份，其(例如製程400)係以程序、步驟、邏輯方塊、處理及其他象徵性的文字來表述，而這些都是電腦可執行操作之資料。這些說明及表述，係為熟知本技術人士所能了解者。一個程序、電腦執行步驟、邏輯方法、製程等，在此通常係設想，用來有條理的推導出想要的結果。這些步驟通常需要實際的操作及實際的量化。通常來說，其量化係以電子或電磁信號來表示，藉其能夠在電腦系統中做儲存、轉換、結合、比較，及其他不同的操作。為方便起見，就一般使用原理而言，可參照這些信號為位元、數值、元件、符號、字 元、詞句、數量或其他類似者。
請記得，無論如何，所有這些及類似的術語係關聯到實際的數量及僅用方便的符號，用來表示這些數量。接下來的探討，除非必要，否則不多作說明。可領會的是，本案之常用術語，例如“附屬”或“處理”或“奇異”或“程序”或“形成”或“粗糙”或“填充”或“接取”或“執行”或“產生”或“調整”或“建立”或“執行”或“繼續”或“索引”或“程序”或“程式”或“轉譯”或“計算”或“決定”或“測量”或“收集”或“執行”或其他等，參照系統之動作及處理程序，使電腦系統或類似的電子計算裝置，可用來操作及轉換資料，並用來表示一物理(電子)量，使其在電腦系統之暫存器及記憶體中，可形成其他的資料，這類似的描述，可使其作為物理量，進而用於電腦系統記憶體或暫存器或其他資訊存放、傳輸或顯示設備之內。
雖然本案之實施例為一氮化鎵(鎵Nitride)發光二極體，但這並非為本案發光裝置之限制。由本案實施例可聯想到各種可能的變化的發光裝置，如材料的改變，包含，例如，有機發光二極體(OLED)，III-V群發光二極體，及/或使用多量子井(量子井)及類似的裝置。
如這裡所述，及在半導體技術中，“奈分子”指分子 大小，即直徑，為奈米(10-9米nm)等級者。一般傳統工程註解中，分子大小大於1000nm叫微米(10-6米，μm)，不是“奈”分子。奈分子可展現出奈米相關(size-related)特性，其係明顯不同於大分子或大塊材料。
增光之發光裝置
圖1A為本案實施例之一增光發光二極體(LED)100。二極體100之特性可視為一有機發光二極體(OLED)，或為一無機發光二極體。二極體100之光發射較佳路徑係朝頂部的外面發射，如圖1A。二極體100包含一底部半導體層110，亦即，直接接觸一陰極端的一半導體層。底部半導體層110可包含多材質，其係於不同運作時放下，且其形成係藉由任意適當的製程及可包含任意適當的半導體材料，包含，例如，鉮化鎵(GaAs)，磷化鎵(GaP)及/或氮化鎵(GaN)。底部半導體層110並非二極體100之一較佳光路徑。底部半導體層110之底部表面可設鏡面，用來以一較佳的方向將光線反射回去。
二極體100亦包含一光發射層120。光發射層120可以包含多種材料，以不同的操作來安置，而其形成可利用任意適當的製程及可包含任意適當的半導體材料，例如包含，氮化銦鎵(InGaN)。光發射層120可包含一多量子井(MQW)結構，例 如，二極體100更進一步包含一頂部半導體層130，亦即，一半導體層直接接觸一陽極端。頂部半導體層130可包含多種材料，以不同的方式置設，且其形成可藉任意適當的製程及可包含任意適當的半導體材料，例如包含，鉮化鎵(GaAs)，磷化鎵(GaP)及/或氮化鎵(GaN)。頂部半導體層130係位於發光二極體100光發射之一較佳路徑上。
二極體100可選擇包含一透鏡150，亦即，為了聚光及/或匹配折射指數。一選擇的磷光體(未示出)可設於透鏡150頂部之下方、內部或上方。
根據本案之實施例，二極體100包含一金屬奈分子140層，其介電質塗層與頂部半導體層130接觸。金屬奈分子140層可增強光之發射是因為射極表面電漿耦合。
表面電漿係為金屬中自由電子聚集而成的波動。他們發生在金屬與半導體或金屬與介電質的介面上。因為金屬較大的自由電子密度，表面電漿在光頻的時候呈現強烈的共振，因此耦合成光子。當該刺激達一光發射層之雙極能量，及一金屬表面電漿能量類似時，受刺激之光發射層雙極能量即被轉換到金屬表面電漿模式。如果表面電漿之消失比例低，則表面電漿將有效捕捉雙極振盪器能量在光發射層內且則有效地輻射。因為表面電漿模式之狀態密度較大許多，這個製程則較快於光發射層之刺激雙極之結合率。因此光發射層之自發發射比率增加所 導致之增光發射係因表面電漿與光發射層間之耦合所致。
對一連續金屬層而言，表面電漿形成一遞導波，而消散率係相當高。共振波長及光特性係由金屬之型式所初步決定，因而不能輕易的調整。相對而言，在分佈方面，亦即，一陣列屬於金屬奈分子者，用到或沒用到一介電質殼體，其表面電漿模式之存在係藉由區域表面電漿來達成，而其中的消散比例是低的。據此，共振波長及結果之光特性之改變，可藉由調整金屬(or金屬-介電質)奈分子之型式、大小、形狀、及內份子距離來達成。
如果有一電性導電路徑，亦即，自一半導體層或一電極(陰極或陽極)到一導電核心帶有表面電漿，表面電漿即可漏出，導致一高度之消散比例。據此，光發射增強導因於電漿耦合到一發射層，可被大量的滅少或消除。根據本案之實施例，電絕緣結構，例如，一介電質殼體包圍一奈分子(亦即，圖2A的220)之一導電核心，或一介電質層介於一半導體層與一金屬奈分子陣列(亦即，圖3B之310及/或311)之間，可提供來防止表面電漿之漏出。
金屬表面電漿與光發射層之雙極能量間之耦合係隨著距離而衰退。據此，為了增強光發射，光發射層及金屬(或金屬-介電質)奈分子間之距離必須在一有效長度的範圍內。此有效長度可視金屬及介電質之介電質常數而定，如同介質材料(半導 體，半導體頂部之介電質層及/或一奈分子之介電質殼體)之發射波長與折射指數。如果是連續金屬層，那麼這個有效長度則相當不同，這是對氮化銦鎵(InGaN)之LED及有機LED而言，亦即，大約150nm的氮化銦鎵的藍光LED，及大約2μm的有機LED。如果光發射層及金屬(或金屬-介電質)奈分子間的距離超過有效長度之範圍，光線輸出仍可被增強；然而，光發射增加的主要效果不是由於表面電漿及光發射層之間的耦合。此種情況，倒不如說，增加之主因是由於奈分子減少總內部反射離子的散播效果。
除此，金屬奈分子140層具一低消散比，此乃由於介電質塗層之絕緣特性的關係。更進一步的說，乃由於金屬奈分子140層之散播結構及其高透明的關係，總內部反射離子的入射角，相較於傳統技術是減少的，而高抽出乃由於這像類似的機構所增加的。金屬奈分子140層有一介電質塗層，其可利用任意的製程製作，例如包含：旋轉塗層、切削、噴墨印刷、屏幕印刷、微接觸印刷、溶劑噴刷、氣體沉積及/或電泳沉積(EPD)。
圖1B為本案實施例之一增光發光二極體(LED)101示意圖。二極體101增加可選擇的電性增強結構，與二極體100(圖1A)略有不同。本案實施例之二極體101係選擇包含一電流延伸物質160。可選擇的電流延伸物質160可達改善電流注入及電流一致的功效，其可得一發光裝置(發光二極體)之較大全面效能提昇。
可選擇的電流延伸物質160設置於半導體層130頂部及透鏡150之間。可選擇的電流延伸物質160可填入“空隙”在金屬奈分子140層之具有介電質塗層之奈分子之間，這只是一個例子。可選擇的電流延伸物質160也可包含，例如：一透明導電氧化物(TCO)、一薄金屬柵格及/或一透明導電聚合物，例如，聚合(3,4-乙烯二氧噻吩ethylenedioxythiophene)聚合(笨乙烯磺酸鈉styrenesulfonate)(PEDOT：PSS)。由於具介電質塗層之金屬奈分子140層的散播功能，將不會有總內部反射離子，可以從頂部半導體層130進入電流延伸物質160。無論如何，總內部反射離子之發生，係由電流延伸物質160進入透鏡150而來，例如，如果電流延伸物質夠厚到從連續層覆蓋到所有的奈分子。如此之內部反射離子之減少或消除，可藉由溝狀及/或粗糙之表面設於電流延伸物質160來達成。
根據本案之實施例，二極體101可以選擇包含一金屬奈分子141層，具一介電質塗層與底部半導體層110接觸。金屬奈分子141層相對於金屬奈分子140層。根據本案之實施例，二極體101可選擇包含一電流延伸物質161。電流延伸物質161相對於電流延伸物質160。可選擇的金屬奈分子141層及/或電流延伸物質161應放置在一可選擇的鏡面層170之上，其係設於發光二極體101之底部，而且可更進一步增強光線之輸出。
圖1C為本案實施例之增光發光二極體另一種配置之一 區段。圖1C之實施例中，電流延伸物質163類似於電流延伸物質160(圖1B)，其介於頂部半導體層130(或圖1B之底部半導體層110)及具有介電質塗層之金屬奈分子143層之間。金屬奈分子143層類似金屬奈分子140層(圖1B)。從中可知，電流延伸物質163之係與一半導體層接觸，半導體層對立於光發射層之一側上。金屬奈分子143層及電流延伸物質163可用來形成一光增強層。
圖1D為本案實施例之增光發光二極體進一步配置之一區段。圖1D之實施例中，電流延伸物質164類似於電流延伸物質160(圖1B)，其構成一外殼體於奈分子144上，一介電質塗層包圍一導電核心，其類似於金屬奈分子140層(圖1B)。奈分子層具電流延伸外殼體，可形成在一頂部半導體層130之上，或在一底部半導體層110(圖1B)之上，在一光發射層之一對立側面之上。
圖2A為本案較佳實施例之具介電質塗層之金屬奈分子200之剖面示意圖。複數種情況之分子可形成圖1A之金屬奈分子140層。例如，具介電質塗層之金屬奈分子200，一般可為球面，雖然一正確球面形狀並非必要。具介電質塗層之金屬奈分子200之直徑約10nm到300nm之間。
具介電質塗層之金屬奈分子200包含一金屬奈分子210，亦可視為或參照為一“核心”。金屬奈分子210應為電性 導電。金屬奈分子210之直徑約為2nm到300nm。金屬奈分子210可包含，例如，金(Au)，銀(Ag)，鈀(Pd)，鈦(Ti)，鉑(Pt)，鋁(Al)，鎳(Ni)，鉻(Cr)，鋯(Zr)，鋅(Zn)，銅(Cu)，鎢(W)，鉬(Mo)，鈷(Co)或類似者。
金屬奈分子210亦可包含，例如金屬合金，如Al-Cu。通常，增強效果隨著所選之材料而變。然而，核心分子尺寸應小於相關的波長。
金屬奈分子210可藉由真空蒸鍍，如透過加熱，電子束或濺鍍製程形成奈米級金屬薄膜，隨後再利用退火來構成。熱退火可形成奈分子，其係藉由金屬之自我聚集(Self-Aggregation)彼此隔離達成。
金屬奈分子210之形成亦可藉由一奈米壓印技術，並經由蝕刻，騰空或直接沉積製程達成。進一步而言，金屬奈分子210可藉由奈分子懸置之直接旋轉塗層，自我組合或一電泳(電泳)沉積製程形成。具介電質塗層之金屬奈分子200更進一步包含一介電質塗層220，包圍著金屬奈分子210，亦可視為或作為一“殼體”。介電質塗層220的厚度約為2nm到100nm。介電質塗層220可包含，例如，二氧化矽(SiO2)，二氧化鈦(TiO2)，氧化鋁(Al2O3)，氧化鎳(NiO)，氧化鉻(CrO2)，氧化鈷(CoO)，氧化鎢(WO3)，氧化鉬(MoO3)，氧化鋅(ZnO)，硫化鋅(ZnS)，硫化銅(CuS)，氧化鋯(ZrO2)，及類似者。介電質 塗層220在金屬奈分子210(核心)可藉由一不同的方式形成，例如包含：反應金屬之原處氧化、化學汽相沉積(CVD)、或透過濕化學作用，如聚合作用、溶膠凝膠(溶膠凝膠法)法、逆微包(reverse micelle)法、機械化學/聲波化學(sonochemical)合成、電化學(electrochemical)製程及類似者。範例製程可形成分子200(具介電質塗層之金屬奈分子)，例如，一介電質塗層220覆蓋在一金屬奈分子210上之商業應用己被加州聖地牙哥之nanoComposix公司，及英國牛津之Mantis Deposition公司採用。
圖2B為本案較佳實施例之具介電質塗層及電流延伸物質260之金屬奈分子之剖面示意圖。例如，分子260(電流延伸物質)適用於圖1D之實施例。此外，核心210(金屬奈分子)及殼體220，分子260(電流延伸物質260)之組合更可包含一電流延伸物質的外部殼體，例如，類似於電流延伸物質160(圖1B)的物質。
圖3A為本案較佳實施例之增光發光二極體示意圖。二極體300之特性可作為一有機發光二極體(OLED)，或作為一無機發光二極體。二極體300包含一底部半導體層110。底部半導體層110可包含多種材料，以不同的方式鋪設，其形成可藉任意適當的製程，且可包含任意適當的半導體材料，例如，包含，鉮化鎵(GaAs)，磷化鎵(GaP)及/或氮化鎵(GaN)。
二極體300亦包含一光發射層120。光發射層120可包 含多種材料，以不同的方式鋪設，且可以任意適當的製程形成，且可包含任意適當的半導體材料，例如包含，氮化銦鎵(InGaN)。二極體300更進一步包含一頂部半導體層130。頂部半導體層130可包含多種材料，以不同的方式鋪設，且可以任意適當的製程形成，且可包含任意適當的半導體材料，例如包含，鉮化鎵(GaAs)，磷化鎵(GaP)及/或氮化鎵(GaN)。
二極體300可選擇包含一透鏡150，例如，為了聚光及/或匹配折射指數。
根據本案之實施例，二極體300包含一介電質層310，相鄰於頂部半導體層130。介電質層310可用來匹配二極體300之光發射層之一折射指數與選擇的透鏡及/或空氣之一折射指數。根據本案之實施例介電質層310之折射指數應等於或大於頂部半導體層130之一折射指數。介電質層310應有一適當的厚度，使金屬奈分子320層可產生電漿增強的效果，更進一步說明如下。例如，介電質層310通常可，但非必要，少於一特定的波長。
例如，頂部半導體層130可包含氮化鎵(GaN)。一氮化鎵(GaN)典型的折射指數約2.45。為了匹配或超過此一折射指數，介電質層310可用一組折射指數大於2.4的材料。此材料可包含，例如，氧化銦鎘(CdIn2O4)，折射指數2.58，鈦酸鍶(SrTiO3)，折射指數2.472，二氧化鈦(TiO2)，折射指數2.44及 /或硫化鋅(ZnS)，折射指數2.419。
此外，根據本案之實施例，發光二極體300包含一金屬奈分子320層。在此，金屬奈分子320層並無塗上一介電質殼體，不同於圖2之具介電質塗層之金屬奈分子200。
根據本案之實施例，金屬奈分子320層可電性導電，且可電接觸到另一層。金屬奈分子320之直徑約為10nm到200nm。金屬奈分子320可包含，例如，金(Au)，銀(Ag)，鈀(Pd)，鈦(Ti)，鉑(Pt)，鋁(Al)，鎳(Ni)，鉻(Cr)，鋯(Zr)，鋅(Zn)，銅(Cu)，鎢(W)，鉬(Mo)，鈷(Co)或類似者。金屬奈分子320亦可包含，例如，金屬合金，如，鋁銅合金(Al-Cu)。
根據本案之實施例，介電質層310及金屬奈分子320層增強發光二極體300之光發射乃由於射極表面電漿耦合及奈分子陣列之一低消散比，亦即，由於介電質塗層之絕緣特性。此外，光線吸取之改善乃由於介電質310/透鏡150介面之總內部反射之入射角之減少所造成，其中則利用到奈分子陣列之散播結構。
圖3B為本案較佳實施例之增光發光二極體301示意圖。二極體301則增加了可選的增光方式在二極體300(圖3A)上。根據本實施例，二極體301可選擇包含一介電質層311。選擇的介電質層311接觸於底部半導體層110的下方。介電質層311可與介電質層310(圖3A)作一比較。
根據本案之實施例，二極體301可選擇包含一金屬奈分子321層。金屬奈分子321層可與金屬奈分子320層(圖3A)作一比較。選擇的介電質層311及/或金屬奈分子321層應被置於發光二極體301的底部邊之一選擇的鏡面層370上方，且可更進一步增強光線輸出。
圖4為本案較佳實施例之發光二極體之生產方法400示意圖。步驟410：形成一複數奈分子。各個奈分子包含之一導電核心係被一絕緣殼體圍繞。核心可為金屬製。例如，可形成具介電質塗層之金屬奈分子200(圖2)。形成奈分子可利用或包含可變之各種方法，例如包含，原處氧化於導電核心，化學汽相沉積(CVD)，或濕化學作用，如聚合作用、溶膠凝膠法、逆微包(reverse micelle)法、機械化學/聲波化學(sonochemical)合成法、電化學(electrochemical)製程、奈分子懸置旋轉塗層、及/或一電泳沉積製程，或適用於本案實施例之其他製程。
步驟420：建構一頂部半導體層於一發光二極體之一光發射層上方。頂部半導體層一般不發射光線，但可作為電荷載之一來源或去處。例如，建構頂部半導體層130(圖1A)。
步驟430：塗佈複數奈分子在頂部半導體層之上。例如，塗佈具介電質塗層之金屬奈分子140層在頂部半導體層130之上，如圖1A。應用上可包含塗佈奈分子到頂部半導體層上，其可透過各式的製程，包含，例如，旋轉塗佈，切削-塗佈，噴墨 印刷，屏幕印刷，微接觸印刷，噴灑溶劑，載氣傳輸沉積。
選擇的步驟440：頂部半導體層，光發射層及複數奈分子之組合係可形成光發射二極體，例如，發光二極體100，如圖1A。選擇的步驟450：組裝電子電路，轉換交流電到直流電，以供發光二極體之使用。例如，組裝圖5之電子電路520。
選擇的步驟460：組裝電子電路及發光二極體到一基部，藉以耦合電子電路到交流電源。基部相當於基部510，舉例如圖5。
圖5為本案較佳實施例之增光發光二極體之應用例示意圖。照明器具500適用於各種的照明應用，包含家用、工業用，車用，飛機用造景用照明。照明器具500亦很適用於樓梯間或戲院照明。照明器具500包含一基部510。如圖所示，基部510為一E型(Edison type)基部。可了解的是，本案之實施例適用於其它型式的基部，包含，例如，GU型，卡銷型，雙腳型，楔形，梯型接服或其它型基部。
照明器具500額外包含一電子電路520(本體部份)內部設有電力調整電子電路(未示出)，可轉換110V交流電(或220V AC，或其它選擇輸入電力)到可驅動複數發光二極體540的適當電力。電子電路520(本體部份)亦可包含，或耦合到，選擇的散熱片(未示出)。
照明器具500可外加包含選擇的光學元件530。光學元 件530包含擴散器及/或聚光透鏡及/或擴散光線，使複數發光二極體裝置540從中照射出一期望的樣式。
照明器具500包含複數發光二極體裝置。具複數發光二極體裝置之獨特LED相當於先前所述之組裝。例如，照明器具500可包含發光二極體100(圖1A)，101(圖1B)，300(圖3A)及/或301(圖3B)之一或多種組合。由此可知，並非所有情況，照明器具500之發光二極體都相同。
更進一步可知，照明器具500可包含複數個獨特的，不同的LED裝置。例如，某種情況下，電子裝置可為一藍光發光二極體，其形成於一藍寶石基材上。其他情況下，電子裝置可為一綠光發光二極體，其形成於一磷化鎵(GaP)基材上。另外一種情況下，電子裝置可為一紅光發光二極體，其形成於一鉮化鎵(GaAs)基材上。這三種情況的電子裝置，其配置可產生不同頻譜顏色的光線。例如，複數發光二極體裝置可運用來產生一“白色”光線之輸出。
由本案之實施例可知，照明器具500可包含外加的電子電路，來與LED裝置連接。在某些實施例中，此外加的電子電路可包含產生三色LED白平衡之電路。
由本案之實施例係提供系統及方法，來使發光裝置增強光度。此外，本案之實施例係提供系統及方法，來使發光裝置增強光度，更改善光線發射，光線淬取及/或發光裝置之效 能。進一步而言，本案之實施例係提供系統及方法，來使發光裝置增強光度，使發光裝置相容及互補於現有的系統及方法，如積體電路設計，製造及測試等。
本案列舉了許多不同的實施例。然而對於本案所述之實施例而言，可理解其並非用以限制本發明之範圍，其係可由如附之申請專利範圍所推論而得。
100‧‧‧發光二極體
110‧‧‧底部半導體層
120‧‧‧光發射層
130‧‧‧頂部半導體層
140‧‧‧金屬奈分子
150‧‧‧透鏡

Claims (34)

  1. 一種裝置，包含：一增光層，包含多個奈分子；各該奈分子包含一導電核心，該導電核心被一電絕緣殼包圍；而該增光層配置在一頂部半導體層上，並於一發光裝置之一光發射較佳路徑上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該奈分子基本上為一球面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該奈分子之一直徑範圍約為2nm到500nm。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該核心之一直徑範圍約為2nm到300nm。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該殼體之一厚度大小約為2nm到100nm。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該核心係相互電性絕緣。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該核心係電性絕緣於該頂部半導體層。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該增光層係隔離於該頂部半導體層。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該增光層係配置在該頂部半導體層上，該頂部半導體層係在一光發射層對面。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該增光層更進一步包一電流延伸物質。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中該電流延伸物質填有空隙於該增光層之該奈分子之間。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中該各奈分子包含一外部殼體，該外部殼體包含該電流延伸物質。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中該電流延伸物質之配置係與一半導體層接觸，使該半導體層與該奈分子隔離。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該奈分子增強該發光 裝置之光線發射係由於射極表面電漿耦合。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該奈分子係在一光發射層之一有效長度範圍內，藉以形成射極表面電漿耦合。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中更進一步包含：電子電路，用以轉換一交流電到一直流電，以供該發光裝置使用；以及一基部，藉以耦合該電子電路到該交流電；
  17. 一種裝置，包含：一絕緣層，係配置在一半導體層上；該絕緣層係設在一發光裝置之一光發射層之對面；以及一層的導電奈分子，係配置在該絕緣層上。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之裝置，其中該導電奈分子基本上係為球面者。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之裝置，其中該導電奈分子之一直徑範圍約為2nm到300nm。
  20. 如申請專利範圍第17項所述之裝置，其中該導電奈分子係電 性絕緣於該半導體層。
  21. 如申請專利範圍第17項所述之裝置，其中該導電奈分子係相互電性耦合。
  22. 如申請專利範圍第17項所述之裝置，其中該絕緣層之一折射指數大於或等於該半導體層之一折射指數。
  23. 如申請專利範圍第17項所述之裝置，其中該導電奈分子增強該發光裝置之光發射係由於射極表面電漿耦合。
  24. 如申請專利範圍第17項所述之裝置，其中該導電奈分子係在一光發射層之有效長圍內，藉以形成射極表面電漿耦合。
  25. 如申請專利範圍第17項所述之裝置，其中更進一步包含：一第二絕緣層，係配置在一第二半導體層上；該第二絕緣層係在該發光裝置之該光發射層對面；以及一第二層之導電奈分子，係配置在該第二絕緣層上；
  26. 如申請專利範圍第17項所述之裝置，其中更進一步包含：電子電路，藉以轉換一交流電到一直流電，供該發光裝置之使用；以及 一基部，藉以耦合該電子電路到該交流電；
  27. 一種方法，包含：形成一複數奈分子，各該奈分子係包含一導電核心，該導電核心係包圍於一絕緣殼體內；建構建構一頂部半導體層在一發光裝置之一光發射層上；以及施加該複數奈分子在該頂部半導體層上。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中該施加之動作包含噴灑該奈分子到該頂部半導體層上。
  29. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中該施加之動作包含下列至少一製程：旋轉塗層、切削、噴墨印刷、屏幕印刷、微接觸印刷、及傳輸載氣沉積。
  30. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中該形成之動作包含原處氧化該導電核心。
  31. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中該形成之動作包含化學汽相沉積(CVD)。
  32. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中該形成之動作包含 一電泳沉積製程。
  33. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中該形成之動作包含下列至少一製程：聚合作用法、一溶膠凝膠法、一逆微包(reverse micelle)法、機械化學/聲波化學(sonochemical)合成法、電化學(electrochemical)製程及一奈分子懸置之旋轉塗層法。
  34. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中該更進一步包含：組合該頂部半導體層、該光發射層及該複數奈分子以形成該發光裝置；組合可轉換一交流電到一直流電之電子電路，以供該發光裝置使用；以及固定該電子電路及該發光裝置到一基部，藉以耦合該電子電路到該交流電。
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