TWI360235B - A patterned light extraction sheet and method of m - Google Patents

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p360235 九、發明說明： . 本申請案依據35U.S.C.§ 119⑷在2006年4月26曰 所提出之美國暫時專利申請案帛60/795,219號主張優先 權。 【發明所屬之技術領域】 ,本發明係關於圖案化光提取片、該圖案化光提取片之 衣k方法以及將5玄光提取片施加至多層堆疊體以形成具 鲁有改良光提取效率之發光裝置之方法。 '、 【先前技術】 發光裝置，例如發光二極體（LEDs)係使用一種或多種 •折射率（n典型為約2·5)遠大於空氣之折射率㈣〇)的材料 ,來產生光。典型地，光是在多層堆疊體中產生，且在至少 • 一個外表面（也就是發光堆疊體表面（iumin〇us似仏 surface))釋放多層堆疊體中所產生的光。該發光堆疊體表 面可與，例如，封膠材料接觸。此等封膠材料典型具有範 ’圍在η 1.4至1.8之折射率。所以，照射在發光堆疊體表 面與封膠層間界面之光的折射率下降，此造成多層堆叠體 中所產生的光實質上大多在交界面處反射回該多層堆疊體 中。亦即，離開該多層堆疊體之光並未同時進入該封膠層， 取而代之的疋大部分的光被導回多層堆疊體的内部，而在 該處有同樣大量的光被吸收，因此，大幅減少可用於發光 (illumination)之光的外量子產量（external叫抓化爪。 美國專利第6,831,302號揭示摻雜GaN層外表面（即 多層堆疊體外表面）之圖案化。移除部分的n•摻雜層以建立 . · 93906 5 ^/360235 開口，該等開口接著以封勝材 奋，而吝斗私土 /刊丁叶设盒但不以封膠材料填 產生抵罪n_摻雜GaN層表面 ' 表面之平滑層。竽扁m触之凹陷處開口之封膠 盘封…：吉= 内的圖案化建立複數個 ，、封膠表面垂直的不連續性高折 η-摻雜半導體層中，該等不連續性區域在 ,& ^ c ^ @「玍^域在界面處干擾光的

小角度反射，亚干擾以小角度所反射的光被導向前後、平 行於該發光堆疊體表面並#近其的傾向，直料捕捉的光 被吸收而不再自多層堆疊體中射出。 儘管在該多層堆疊體外表面中形成凹陷處可能可以改 善以半導體為基礎的發光裝置的量子產量，但該圖案化的 製程耗時且需要例如㈣蟲晶表面，而偏以晶表面通常 需要昂貴的儀器。該目案化製程亦可能使該發光層的電子 結構不連續，其可能終將減低發光效能。 我們驚訝地發現，藉由將封膠層區域（即在多層堆疊體 的發光堆疊體表面的光學近端區域）圖案化，且藉由進一步 鲁形成具有岔、度低於〇.6g/cc的封膠層的部分，可建立複數 個光散射提取中心，且光係有效率地傳播至空氣環境，因 此增加可用於發光之光之外量子產量。 尤其需要一種在接合至LED之發光表面前可被建構 及圖案化之圖案化封膠片。 【發明内容】 我們發現可製造具有圖案化封膠區的圖案化光提取 片’其中’該光提取片可分開製作以及接著施加在多層堆 疊以形成具有改良光提取效率的發光裝置。 6 93906 1360235 ，本發明的一個態樣是針對一種 .法，其包括取封膠片的方 A)提供含有封膠材料的封膠塊；以及 • B)在該封膠塊表面形成具有外部圖案化 化封膠區； 衣面的圖案

I /、屮，形成該圖案化封膠區的步騾包括： a) 形成包括至少一個第一凹部的第一凹部组. b) 用第一凹部填料填充第一凹部； 、、， 凹部 c) 視需要，形成包括至少一個第二凹部 組；以及 矛 用第二凹部填料填充第二凹部； 其令部組與該第二凹部組之至少_者具有圖案， 隨機圖案、週期性圖案或其組合， 圖案在至少一個樺向維 5,〇〇〇微㈣特徵尺寸；、Ί至少不超過 該週期性圖案在至少—個橫向維度具有至少10夺米 且不超過5,〇〇〇微米的週期； 丁 '、 該第一凹部具有至少25 最大凹部深度； 且不超過1〇,〇〇〇微米的 該第二凹部具有至少25 最大凹部深度； 不水且不超過10，_微米的 該第一凹部及該第二凹 案化封膠表面相符的㈣〉、一者具有與該外部圖 仃的凹部開σ ;以及 93906 7 1360235 ^一凹部填料的折射率與該第二凹部填料及該封膠 ;•之至 者的折射率相差至少G.GG1且不超過 3·〇 〇 本發明的第二個態樣是41* #+ ^ ^ ㈣跑封❹ 一種適合封膠#光裝置的 光知取封膠片，包括： 具有近h圖案化封膠表面的近端圖 — 嘴間木化封膠區’該區包括： 弟-凹部組’包括至少一個含有第一凹部填料的第一 凹部， 視需要’第二凹部組，包括至少-個含有第二凹部填 料的第二凹部；以及 真 在該封膠片外部的近端圖案化封膠表面； 其中，該第-凹部組及該第二凹部組之至 圖案，其中： 言具有 該圖案係選自隨機圖案、週期性圖案或其组合， 該圖案在至少一個橫向維度具有至”奈米且 5,000微米的特徵尺寸； k 該週期性圖案在至少一個橫向維度具有至少10太 米且不超過5,000微米的週期； 不、 該，-凹部具有至少25奈米且不超過iq，卿後 的最大凹部深度； 攻未 該第二凹部具有至少25牟牛 的最大凹部深度；^且不超過1〇,〇〇〇微米 該第-凹部及該第二凹部之至少一者具咖 圖案化封膠表面相符的凹部開口；以及/、x祁 δ 93906 凹部填料的折射率與該第 過3.0 【實施方式】 表1.在附圖 j戈表符號 100 Ιοί =科之至少-者的折射率相差至少_4= 喂 3.0。 ί Υ數子的組分的索引 nrn -—1

9 93906 1360235 123 ¥模圖案化表

126 Ϊ2Ί 第一凹部填料表面.丨 滑蓋 128 129-1 近端圖案化 129-2Ϊ30Τ 130^2 第一凹部深度 第二凹部深度 聂大第一凹部 最大第二凹部深度 131 132 辅助光透射層

第1圖側視圖1&至1|3代表發光裝置1〇〇之例子的側 視圖，該發光褒置係呈封裝模(packaged die)形式。第ia 圖代表完全封裝模。第lb圖代表該封裝模的—部份，宜強 調封膠層！〇9的配置。發光裝置1〇〇包括多層堆疊體⑴。 多層堆疊體115包括：ρ·摻雜層1〇5、光產生層1〇6，以及 η-摻雜層1G7。多層堆疊體U5 @ ρ•摻雜層⑽位在反射 層1〇3上，反射層103係位在接合層1〇2上而接合声⑻ 封裝請上。„側接觸塾m提供對二參雜 性接觸，接觸塾116提供對“參雜層· 位二，接觸。包括未經圖案化封膠區〗】〇的封勝層109是 位在多層堆疊體115的私古祕田μ 士 a ^ 體表面m::二m上，發光堆疊 在此凊况中疋η-摻雜層表面的外部表面。封膠 93906 1360235 ^層109復延伸至位於反射層之p側接觸墊116。包括 圖案化封膠表面113的近端圖案化封膠區in藉由第一凹 部112-1而圖案化，第一凹部in-ι係以為界。在此 .例中’發光裝置1〇〇復包括支持體1〇4。

第2圖側視圖2a至2f各代表發光裝置1〇〇的一部 分’包括η-摻雜層1〇7、發光堆疊體表面114(在此情況中， 發光堆疊體表面114為η-摻雜層表面的外表面）、近端圖案 化封膠表面113、第一凹部、第一凹部壁iU — 丨、未 經圖案化封膠區110及封膠層109。第2a、2b、2c、2e及 2f圖包括第一凹部112-1的週期性陣列的剖面圖，其分別 具有圓錐 '正圓柱、具有曲底面的正圓柱、截錐及半球形。 第圖代表形狀不一的第一凹部112_丨之隨機排列。

a第3圖第3a至3d圖各代表封膠層1〇9的近端圖案化 2膠表面113’其中，在近端圖案化封膠表面ιΐ3中具有 第凹邛開口 119·:l。第圖代表環型第一凹部開口 }〗9_】 的方形陣列。具有第3a圖的第一凹部開口的個別第一凹部 的形狀係於第4a至仆圖中描繪。第％圖代表形狀 =的卜凹部開σ nw之隨機分布。第3e圖代表環形 ^凹部開口 119-1的對角陣列。具有第3c圖的第一凹部 】個別第凹部形狀係描綠於第&與A圖中。第％ =表具有環狀殼形（circuIar劍蜂）的第一開口 個別第'對角陣列。具有第則的第一凹部開口 119-】的 個别广凹部形狀係描述於第4e&4d圖。 … 4c 4e和4g圖是以與第1及2圖相同的側視 Π 93906 透視方式所見到之第一 付及4h圖代表近^ ^112·1的側視圖。第朴、仏 口 1叫的近端圖：：：：封膠區117之包括第-凹部開 •水化封膠表面1 1 3的圖。第4 jg « # 圓柱狀的第一凹部_ 正 凹部叫的第—凹部開nll9 大第— 殼的第-凹部112】^ 弟4c圖代表正囡柱狀 間體積單元118為界’而、二該凹部在内或在外均是以凹部 凹部開”…正圓柱狀殼的第一 1]2, , _ ^ 圖代表正平行六面體的第一凹部 第一/f圖代表該正平行六面體第-凹部U2-】的 的：：-：㈣口 。第4g圖代表是正平行六面體殼 邛門广’其中該第-凹部在内或在外均是以凹 :;積早：118為邊界，而第A圖代表該正平行六面體 冗又的苐一凹部開口 119-1。 第5a至5e圖各代表近端圖案化的封膠表面⑴，立 =弟:凹部開口叫與凹部間體積單元m。上述所 有圖均仏以與第3a至3d圖相同之透;^+ 夬摊晶本；η" $ Π之透視方式，亦即面對發 先堆宜表面114(見第1和2圖），所見到者。 第6as6d圖各代表封膠塊及圖案化 :案”模在成形期間形成第一凹…=為 “圖案化封膠區117。第㈣（頂部）代表具有未經圖案 匕^封膠塊近端表面121的封膠塊⑶；而第㈣（底部） :表：有圖案化印模表φ 123的印模122，其中該圖案化 Ρ板表面123具有印模突出幻24。第外圖代 處124穿入封膠塊12〇’使第^圖之未圖案化封膠塊近端 93906 12 1360235 表面⑵轉變成近端圖案化封膠區ιΐ7，並形成第一凹部 壁111-1。第6c圖代表將印模突出處124自具有第一凹部 壁Π1-1之新形成第一凹部112_!中部分撤出。第6d圖代 表完全撤出的圖案化印模122與包括將變成近端圖案化封 膠區117者之封膠塊120。 第7a至7e圖各代表在塗覆有第一凹部填料層125的 封膠塊120轉換成具有近端圖案化封勝區ιΐ7的近端圖案 化封膠層109期間的側視圖，近端圖案化封膠區ιΐ7本身 具有近端圖案化封膠表面113、第一凹部壁in·〗及第一 凹部112-1，該第一凹部112_丨以來自第一凹部填料層⑵ 的第一凹部填料部分填充或完全填充。第7a至7c圖復包 括在將封膠層1G9納人發光裝置之前形成近端圖案化封勝 層1〇9的近端圖案化封膠區117期間，形成浮雕圖案之圖 案化印杈122的側視圖◎第7a圖（頂部）代表塗覆有第一凹 部2料層125的封膠塊12〇。第乃圖（底部）代表具有含印 杈突出124之印模表面123的圖案化印模112<>第几圖代 表藉由經圖案化的印模122在第一凹部填料層125上的作 用而形成經浮雕圖案化之第一凹部填料層125，該經浮雕 圖案化之第一凹部填料層丨25接著穿入封膠塊〗2〇以在封 膠塊120的封膠材料中形成浮雕圖案。第7c圖（頂部）代表 具有經圖案化的第一凹部填料層125的封膠塊12〇。第— 凹部填料穿入該封膠塊，同時將封膠塊120的表面圖案 化，並建立含有封膠材料的凹部間體積單元u 8(見第7^ 及7e圖）以及延伸而留下第一凹部填料表面多餘料126。 93906 1360235 第7c圖（底部）代表撤回的經圖案化的印模122。第巴代 •表具有近知圖案化封膠區117、第一凹部112-1及第_ 部112-2的封膠層1〇9。第一凹部填料表面多餘料不再為 多餘料，而變為延伸的第一凹部的第一凹部填料‘。 第二凹部H2-2以第二凹部填料填充形成近端圖案化的封 膠表面113。第7e圖代表封膠層109，包括未經圖幸化封 膠區no及近端圖案化封朦區117，近端圖案化封膠區ιΐ7 •具有第-凹部112-1及第二凹部112·2。第一凹部姊 來自第一凹部填料層125的第一凹部填料填充，且藉由= 坦化而移除過剩的第一凹部填料材料以形成近端圖案化的 .封滕表面⑴。當術語「近端」用於第7圖或任何其他圖 式中’且封膠層並不與多層堆疊體115結合時，「近端 的使用意指封勝们09的表面或區域適合配置在發光雄疊」 體表面114上。

第8圖帛8a至8d目各代表近端圖案化封膠區⑴ 的側視圖。第8a圖代表近端圖案化的封谬區ιΐ7，宜 配置在η摻雜層107的發光 /…、 尤隹宜體表面】14上之圖案化區 ' ，且匕括具有超過一種尺寸的第-凹部nn。 第一凹部深度⑵·1係針對第―凹部】】2-】而言，最大第 一凹部深度〗3〇·】亦係針對第一 圖代表具有第一㈣門1 "〇凹^】12-】而言。第扑和 且古楚- 。碭U9-1的苐一凹部112-】以及 具百弟二凹部開口】〗9_2沾哲 ^ 含在近/ Ft安 2的弟二凹部】12-2。第8c圖指出 3在近ί而圖案化封膠區】】 凹部辟m 9 η Γ 中的弟二凹部Π2-2具有第二 土 以及與近端圖案化封谬表面113相符的第二 93906 14 1360235 凹部開口 119-2。在第⑹8c圖中，第二凹部開口心2 具有同樣的形狀與大小。在第8d圖中，第二凹部m2的 形狀與大小彼此不同。對所給定的第二凹部112-2而言， 與在第二凹部壁1U.2上定點相關的第二凹部深度 J9 2貞第一凹部112_2的最大第二凹部深度。相 幸乂可相等或較小（見第8d圖）。對於每個第8d圖的第二 凹口P 112-2，標示出最大第二凹部深度13〇_2。 第9圖代表如第lb圖中的多層堆疊體ιΐ5的側視圖， 准夕層堆3：體115復包括光學輔助光透射層丨3丨以及滑蓋 127。P-#雜層1〇5是位在輔助光透射層ΐ3ι上，而該輔助 光透射層131是在反射層1Q3上。具有近端圖案化封膠區 117的封膠層1〇9是位在輔助光透射層131的發光堆疊體 表面114上’以及位在n_摻雜層1〇7的發光堆疊體表面 之上。 第10圖第10a至i〇e圖代表凹部圖案，標示出橫向 特徵尺寸與週期。第！ 0a及】〇c至i 〇e圖為近端圖案化封 膠^ U7的侧視圖。第〗0b圖為自近端圖案化封膠區ιΐ7 的遠纟而表面上取景點所得的近端圖案化封膠區丨〗7的圖。 第l〇a及i〇b圖代表具有相同第一凹部112_丨圖案的相同 近蜢圖案化封膠區117。在第1 〇a圖中，對於第一凹部！丨】_ j 的圖案標示出X維度特徵尺寸132與χ維度週期Π3。第 圖對於第一凹部112_丨的凹部圖案復標示出y維度特 徵尺寸134與y維度週期135。第1〇c圖代表為單一凹部 的苐一凹部112-1，該單一凹部在近端圖案化封膠區】J 7 93906 ^〇U235 '的遇鳊表面不具有圖案，但在近端圖案化封膠表面113處 ，具有含第一凹部開口 的近端凹部圖案。第二凹部 U2-2形成互補的圖案。對於每個圖案標示出X維度特徵 =寸^32與X維度週期133 ^第_圖的近端圖案化封勝 區”第二0C圖者一致，惟於近端圖案化封膠區】17的遠端 表面將帛凹^ u2-1進一步圖案化。在此情形，存在凹 部間體積单元118而形成互補圖案。第-凹部112-1的兩 種圖案均有X維度特徵尺寸132及X維度特徵週期133。 咖圖-致，惟對於第二凹部叫的圖案， 'X維度特徵尺寸132及X維度特徵週期133。 看清=係意欲說明本發明之具體實例並可更 广任何方式限制本發明的㈣。熟於此技二：： 本發明有其他的特定且邮容 -之人咸涊 .^ . . ^ a 肢只例，而該等具體實例係鱼包会 在圖式中的具體實例在細節上有所差p 3 本說明書的術語包括本文提 具相似含意之詞彙。 』捉汉有其何生詞及 於本文中使用，下述術語具有此等定義： 如在本說明書中使一 者」。 」及「-個」意指「至少一 範圍」。本文中範圍的揭示採下限盥上 有一個或多個下限^可獨立地有—多、形式。可 擇-個下限與—個上限而定義所給定的；二藉由選 義°玄特疋乾圍的界限。可以此方擇的 八弋義的所 93906 16 1360235 ，皆包括上下限值且可組合，意指任何下限可 上限組合以描述範圍。 〃、仃 「底層封裝板」1〇1為支持基板’在其上可直接 次經由居間層貼附多層堆疊體。 「多層堆疊體」115是光係產生光之層的堆疊 ，層包，P-摻雜層1〇5、光產生層106*n_推雜層1〇7二 :層堆豐體115可為無機、小分子有機，或聚合物/小分子 ^者。本文中’術語「多層堆疊體」及「堆疊體」係可 又換使用。多層堆叠體115可視需要包括額外的層，諸如， 例如輔助光透射層13 j。 「P-摻雜層」105包括p-摻雜材料。該p_摻雜材料可 …有機材料、無機材料，或有機_無機混合材料。 「η-摻雜層」1〇7包括η-摻雜材料。 「Ρ側接觸墊」116包括電性接觸材料，並提供對 摻雜層105的電性接觸。 「η側㈣塾」⑽包括導電性材料，並提供對η•摻 雜層107的電性接觸。 光產生層」106包括產光材料，且係配置於ρ_摻雜 層1〇5與11-摻雜層107之間。言亥光產生層回應在該Ρ-摻雜 層與η「·摻雜層間的電壓差異及電流流動而產生光。 「反射層」103包括的反射材料能夠將由光產生層所 產生且射入該反射層之光之至少5〇%反射。當反射層係配 置在發光堆疊體表面上時，該作用係將多層堆疊體π5所 產生及射入該表面之光重新導向另-發光表面114,該發 93906 17 1360235 光衣面114係被設計成用於光輸出。 外都「接合層」1〇2包括適合用於接合在多層堆叠體115 ^的相鄰層（例如’反射層1〇3與底層封裝板ι〇】）的接A 枓。接合層典型係包含黏著劑材料。當期望透明時； 對於在所欲波長範圍的光具有透明度的接合材料。對可 明度的黏著劑的實例為〇_^sive f層堆疊的「堆疊體外表面」為一表面 该堆豐體之-部分，且該堆疊體不延伸至該表面之外^ 「發光堆疊體表面」114為多層堆疊冑ιΐ5的堆蟲體 卜，面，在多層堆疊體115中所產生的光係照射至。 圖中，η-摻雜層107的表面是卜摻雜 在第…圖，該η_摻雜層外表面為發 二熟於此技藝者皆知儘管經常η-換雜層外表面即Ϊ 的發光堆疊體表面114，多層堆疊體二 :-層的表面亦可具有為發光堆叠體表面m的堆疊體 卜表面。例如’若Ρ·摻雜層105#表面亦在多 ^卜部（見第…，該外表面亦可為發㈣疊體表面⑴。 亦知在多層堆疊體中可能有具其他構形之層。多声堆^ =復可包括光學「輔助光透射層」131(見第9圖），= 為發光堆疊體表面U4的「輔助透射外表面」。多芦堆⑼ =具有-個發光堆疊體表面114或多個發光堆疊體= 封踢層⑽的「遠端表面」是離上方配置有封膠層1〇9 93906 •之發光堆疊體表面114最遠之層的表面。選擇發光堆疊體 .=面114作為指示封膠層1〇9表面的相對位置的方便=間 -考姑。封膠層丨09的遠端表面的實例為封膠層1 的最 上表面’如在第la圖中所描繪。 封膠層109的「近端表面」是離上方配置有封膠層ι〇9 之發光堆疊體表面114最近之層的表面。例如(見第！圖)， 為二層堆豐體115的外表面的n_摻雜層1〇7的表面是發光 堆豐體表面114。經圖案化的表面113係位於發光雄疊體 表面U4之上’且係與發光堆疊體表面114距離最近之封 =層⑽之表面。因此，經圖案化的表面113 $「近端圖 案化封膠表面113」。封膠層1〇9的相反側(〇pp〇sing)表面， =卩’ ^ U圖中封㈣109的最上表面），對發光堆疊 拉又面而5為是遠端’且是第1&圖的該封勝層⑽的遠端 表面。如在第la圖的說明性實例中指出，一部份的封膠層 109延伸至p側接觸墊1〇6及反射層ι〇3且，若此，在與 反射層103的界面包括額外的近端封膠表面。 ，、 熟於此技藝者皆知本發明的發光裝置在細節部分可將 例示說明的第I a圖的恭氺姑SE上 „ X光裝置加以變化。第1 a圖包括封 膠層109延伸至句括炙恩+各田祕， r芏l括夕層堆登體115側緣之裝置區域。儘 管咸認該側緣亦為多層堆疊冑115的發光堆疊體表面 114’但在所示m著該侧緣的近端封谬表面並未予 以圖案化。熟於此技藝者復理解關於近端封膠表面圖案化 的設料^決於許多考量，包括，例如，由於該圖案化自 所給疋的％先堆登體表面所捕捉的額外光量，與配置近端 93906 1360235 圖案化封膠區117(其中，在發光堆疊體表面ιΐ4上具有圖 案化封膠表面113)之花費及困難度間的平衡。 近端圖案化封膠區」117為封膠層109的-區域， 其自「近端圖案化封膠表面」113延伸進入封膠層1〇9而 j-平行於近端圖案化封膠表面113之平面，該平面為距 牙過凹部112之近端圖案化封膠表面113最遠的平面。同 樣地，封膠層1〇9的遠端表面係如前文所定義，該平面是 近端圖案化封膠區117的「遠端表面」，再者沿著垂直於近 端圖案化的封膠表面113的直線，介於所給定的圖案化的 封膠區117的近端圖案化封膠表面及遠端圖案化封膠表面 間的距離是「近端圖案化的封膠區厚度」128。近端圖案化 的封膠區11 7具有根據圖案而作空間性改變的介電函數。 全部、部分或沒有近端圖案化的封勝區117在發光堆 表面114的光學近端。若近端圖案化封膠區ιΐ7是直^接 合至發光堆疊體表面114,典型全部或部分的近端圖案化 封膠區117與發光堆叠體表面114有光學接觸。若存在居 間的高折射率層’則近端圖案化的封勝區117通常不愈笋 光堆疊體表面m有光學接觸1對於所要提取光的波^ 而言’位在發光堆疊體表面114與近端圖案化封膠區ιΐ7 之間的「居間高折射率層」（在圖式中未顯示)所具有之折 射率，不低於發光堆叠體表面的折射率減去； 或o.oi之值，較佳等於或大於發光堆疊體表面ιΐ4的折射 率。在一具體實例中，當具有發光堆疊體表面114的LEd k，、有配置方；其上的向RI頂層時，在貼附光提取封膠片之 93906 20 1360235 ㈤’形成居間的高RI層。 厂 凹部組」係在施加填料層125的步驟（見第7圖）、 步驟（見第6和第7圖）或施加填料層與圖案化的組 二」期間所典型形成之「凹部」112的集合體。凹部組 二3有單—凹部或多個凹部。所給定凹部組的多個凹部 關’以致該等凹部可形成隨機或週期，或隨機與 ，目、、且口的圖案。當凹部組含有單一凹部時，言亥凹部血型 |糸八有二個或多個圖案化凹部壁ln的連續層❶在一些情 二二：有早一凹部112的凹部組中的凹部112可為未經 "木「（亦即，在其主要表面兩侧是光滑的層）。 「形貌」意指表面粗糙度的狀態。例如表面可為平滑 ^ 有夕層圖案（multi-level pattern)。 图安各I。卩間體積單元」118是衍生自封膠塊12Q的近端 -「木封膠區117的體積單元。凹部間體積單元ιΐ8包括 圖==料」。「凹部間填料」包括「封膠材料」。在藉由 ^ ^成凹部112的期間’封夥塊的平滑表面可維持平 二亦即’可能未經變形)’在此情況中，將沒有凹部間體 、 或者，封膠塊1的表面可經變形，在此情 份的封勝材料變成—部份的近端圖案化封膠區 。亥封膠材料所佔據的體積係凹部間體積單元118。 Ηί描繪所給定的近端圖案化封膠區可能含有一個凹部 、，且或數個凹部組，在圖式中指出「第一 ω邮知 " ， 」π 矛一 附二 個說明組係使用數字標記作區別(見表1)。 " 弟凹邹組中所含之凹部或凹部群112之數字標記 93906 21 1360235 包括有連字號的數字字尾「·】」（見第1至9圖），而關於 在第二凹部組中所含之凹部或凹部群ιΐ2之數字標記包括 字尾「_2」（見第7和8圖）。第一凹部與第二凹部的命名 係為達說明之目的而定。因此，咸理解所給定的近端圖案 化封膠區可包括單一凹部組、二個凹部組、三個凹部袓或 多於三個凹部組，而且該等凹部組的數目並無特別限制。

凹部壁」111是在近端圖案化封勝區117内形成凹 部112邊界的凹部112的表面。當凹部112並未延伸至近 端圖案化封膠表面113日夺，其凹部壁是圍繞此等凹部四周 的連績邊界。當凹杳"2延伸至近端圖案化封膠表面⑴ 以形成與彼等表面相符的凹部開^ ιΐ9，其 等凹部開口接界。「第一凹部壁」Ι1Μ(見第卜2及？至彼9 J \第—凹壁」U1_2(見第8圖）分別描矣會第一組的凹 ::广-1與第二組的凹部群112-2之凹部壁。復咸認於 L碥圖木化封膠區117與發光堆疊體表面HA間可配置「高 折射率居間層」（「高RI居間層」）。 门 凹部開口」119是與近端圖案化封膠表面113相 2凹。卩112的表面。如此，對所給定的凹部而言，此等凹 :的凹部開口是該凹部在近端圖案化封膠表面u 界第一凹部開口」则（見第3、4、5及8圖）盘 :==:」119删8圖)分別為第-組凹部與第二組 凹。卩的凹部開口。 ::定凹部112的「凹部深度」129是沿著垂直於近 而圖-化封膠表面113之直線或自其延伸之直線，介於第 93906 22

丄JUUZJJ 一與最末與凹部卷11〗i姑 •邛112^「π 1㈣的凹部内距離。所給定的凹 邛112的「最大凹部 ^ ' 「 又」13〇係其凹部深度的最大值。 揆向.准度」是在與近端圖宰 行的維度。在m 1D㈣而口木化封踢表面113平面平 的橫向ς度弟圖中’x維度與y維度為彼此互相垂直 _、;：π二寸」是當數個凹部群形成圖案時(見第 列量Γ χ維度特徵尺寸132)在橫向維度中所 所測量（見第】0 圖案特徵尺寸」是在橫向维度中 上圖：二 圖，X維度特徵尺寸⑴)單-凹部 上圖案的特徵尺寸。 和週=ΓΓΓ圖案(見第一 圖案的重複週期。或者，「圖宰3向所測量的凹部 量的(見第―圖，=二度中:測 ❿ 的圖案的重複週期。 特徵尺寸132)早-凹部上 單凹部:真料」是在凹部112中的材料，" 全以早一凹部填料填 凡 均佔-部分來填充。4了乂兩種或多種凹部填料每種 朴#「=」】27是透背料層，其-面位在封膠層⑽ == 以及另一面典型與空氣或與其他在發光 置中Μ =3觸的表面。熟於此技藝者咸認在發光裝 置中β盍127之出現與否係視需要。 八^層堆疊體115的「外堆疊體表面」是該堆疊體的部 刀表面，且該堆疊體益不延伸至該外堆疊體表面以外。發 93906 23 1360235 光堆疊體表面114為外堆疊體表面的實例。^^ 「光提!封膠片」是與具有g端圖案化封膠g的f膠 _相同之獨。「片」是意味具有適合封膠發光裝置的任 何厚度的膜。對片的橫向（在平面的）維度並無特別限制。 典型上，片的厚度可為：至少1微米 少100微米；且不大於1〇,〇〇〇微米、或不大於1，〇〇〇微米。 儘管光提取封膠片適合貼附至多層堆疊體的發光堆疊體表 面，該光提取封膠片非必須貼附至該表面。與光提取封膠 片的圖案化區域相關的術語「近端圖案化封膠區」是意指 稍後可能會貼附至多層堆疊體的發光堆疊體表面的區域。 「辅助光透射層」131是多層堆疊體115中視需要存 在的層，其不會吸收或實質上不會吸收在多層堆疊體115 中所產生光（期望該等光包括在由發光裝置_所發出的 光之）的波長。輔助光透射層131 @「外輔助透射表 該層表面，即為發光堆疊體表面114。在第9圖令所表示 二包括輔助光透㈣Μ的多層堆疊體 疊體表面m，且每一=;=兩者係發光多層堆 膠區⑴。第三外輔助透_亦輕==；圖案化封 然而，該表面有反射多而… X尤堆$體表面”4, 體表面m上可安置：：：：上。因此，發光堆疊 —步注意到的是，儘^ 化封躍區117。進 外輔助透光表面“：二9圖中所描繪的二個經封膠的 為兩個不同的表面，此等相異的表面顯然 93906 24 離或可為同-表面的-部份’如在環狀發光裝置中 中所光體的「燐光體層」可用以改變在光產生層⑽ τ尸汀度生的光頻率。「德氺拿. ^ ν Λ1 燐光主體」的只例為YAG (釔鋁石榴 ’ 3 5〇]2)。典型的燐光發光體為，例如，鈽⑷ (Nd)，及餌（Er)。YAG $ 疋又波長460nm的藍光所激發， 二該^55Q -波長的黃色激發光。該黃色激發 癸：：晶扣。’因而產生出白光。將燐光體層配置成可使 又一：：!：體表面114所發出的光在離開該發光裝置前先盘 該碟光體層相遇。燐㈣層典型含有微米級或以上尺寸的 粒子，並傾向於為粗糙者。若湘㈣尺度的燐光體層來 改變本發明之發光堆疊體114的射出光頻率，則該微米尺 度的璘光層將被置放在距發光堆疊體表面114 一段距離的 地方，且該距離係大於與近端圖案化封膠區ιΐ7的遠端表 面之距離。燐光體典型包括稀土元素的混合物，其成分及 比率係根據光產生層1〇6所產生光之波長及所欲之輸出波 長而調節。燐光體之非限定性名單包括：YAG: Ce;氮化 物石夕酸鹽：Eli; Sr-铭酸鹽：Eu;硫鎵酸鹽；ZnS : Cu，γΒ〇3 ; 以及LaB〇3。特定燐光體及其輸出波長之非限定性名單包 括：（Y，Gd)3(Al, Ga)5〇]2: Ce; SrB4〇7: Eu(368nm); Sr2P2〇7:

Eu(420nm) ； BaMgAl]0〇17 : Eu(453nm) ； Sr4Al14〇25 ： Eu(490nm) ； Ba2Si04 ： Eu(505nm) ； SrGa2S4 ： Eu(535nm); Sr2Si04 : Eu(575nm) ; SrS : Eu(615nm)及其組合。 或者，凹部可包括含有複數個奈米燐光體的凹部填 93906 25 1360235 料。在該等情況t，該奈米㈣體係位於近端圖案化封膠 區117之中。奈米燐光體為燐光體顆粒，其係具有平均粒 徑為：至少inm;至少2nm;或至少5nm，·且不大於5〇nm， 不大於30nm，不大於2〇nm，不大於1〇nm。

「平坦化」意指任何在近端圖案化封膠表面之中或之 上可使平滑表©形成之方法。旋轉塗佈㈣射技術是達成 平坦化之有用方法。平坦化亦可藉由以液體凹部填料填充 在表面的凹部’接著以例如到刀移除多餘料’然後藉由硬 化製程而達成。平坦化亦可使用研磨墊達成。 热於此技蟄中之人咸認該多層堆疊體丨丨5為習知者。 復咸認使用及配置：將光重新導向之反㈣1()3;使位置 及維度保持穩定的底層封裝1G1 ;將相鄰層彼此貼附之 接合層102;隨裝置的不同而改變之滑蓋127，且上述之任 一者皆係視所給定的發錢置i⑼的料需求*可以存在 者。此外，在多層堆疊體115中可亦包括額外的層。該等 額外的層可包括，但不限於：金屬電極、透明電極（諸如自 氧化銦錫（ITO)所製造者），及燐光體層。 熟於此技藝者復咸認該發光裝置100係本發明發光裝 置之》兒明，此等裝置可在設計的細節上有實質變化。 封膠層109的近端圖案化封膠表面113係以單個或複 數個第1部排列成圖案而成為銀齒狀。該圖案可 為週期性圖案、隨機圖# ’或週期與隨機圖案之組合。當 圖案係週期性者’該圖案可於沿著近端圖案化封膠表： 】〇之第一維度為週期性：於沿著近端圖案化封膠表面ιΐ3 93906 26 =:度垂直之第二維度為週期性;於正交於近端圖宰 圖案於一唯、-维或-炝叮达 乂仕心，，且。。亦即， 呈右招二 為週期性。第-凹部心】可 括數^或不規則形狀。當近端圖案化封膠區m包 括數個弟一凹部H2-1時，所有第一 匕 相同，或各個第一凹部在少， P可為大小與形狀 皆有變化。A 形狀’或A小與形狀兩者 該圖幸Π田 ㈤邛形狀係選自兩種或多種規則形狀且 °雜圖案者，具有特线則形狀之第-凹部可 刀放於週期性之「次圖案」中，該次圖案可盘 狀之第一凹部有週期性關係或無週期性關係=者， 二=二選自兩種或多㈣則形狀，且該圖案係二 圖太特定規則形狀之第一凹部可分散於隨機之「次 ΰ案」中。本發明之第一 則且可根據週期性或循^形狀亦可為不規 自兩種或多種不規則形Γ:::第 期性或隨機次圖第一凹部可分散於週 以具有不規則形狀之第一”穿：規則形：之第-凹部可 m案本身包括由具有特定形狀的第-凹部所形 成的二人圖案。再者，於該近端圖案化封躍表面可存在呈有 相同形狀但大小不同之第一凹部。 示說明近端二::至&圖所代表之圖案為例 不之圖木代表隨機圖案。可根據所造 93906 27 1360235 仏取效率及形成該圖案之容易戶等 類型之第一凹部圖安 易又寺考罝而選擇任何 u邛圖木及弟一凹部形狀與大小。 地’可根據所造 部之容易度等考量先穴取效率及形成該第-凹 里而廷擇任何第—凹部 -C、2e與2f圖所代>，M 由第2a至 第“圖所財之i弟一凹部群具有規則形狀，而由 ㈣代表料具有隨機形狀 圖之弟一凹部形狀為代表性第 a至2f k例子。第/ ❿狀之—群非限定性 ^ C、4e及圖（側視圖）例示翔目丨丨― 部形狀。第14(^及411圖分二=4規則的弟一凹 4g圖的第_凹部 戈表弟4a、4c、4e及 開口 119·】。 於近端圖案化封膠表面的第一凹部 本，明之發光裝置之發光堆叠體表 案化之表面或經圖案化之表面。當將 圖 示之圖案^圖案化封谬層1〇9所揭 主二 者。可使用例如雷射燒蝕而將發光堆聶體 二面二圖案化。當將本發明之發光堆疊體表面“化 二DC或不Μ將近端圖案化封膠區117之圖案與 於岡二^面114圖案對背（align)°復可將居間高幻層 」θ式中顯示）配置於發光堆疊體表面114之上。該居 間问RI層在其任一橫向表面可為平滑或圖案化。可藉由使 用^文所揭示之用於製備’例如，多層堆疊體115、底層 封裝板101，或尚RI凹部填料之任一類型高才料，使 該居間高RI層於發光堆叠體表面114上外延（epitaxialIy) 生長。亥居間问RI層可改為包括或另外包括高接合材 93906 28 料（見後文）。 逐漸消失的尾巴（evanescent tail)」是典型由光產生 層106所產生之光波的光場部分，其存在於多層堆疊體115 卜距發光堆a體表面114—段距離但在光學接觸距離 =發明之近端圖案化封膠區ιΐ7之一部分係與發 先隹®體表面m有光學接觸（典型在5〇nm之内）時， ^化封膠區117係設計成可捕捉來自逐_失的尾巴的

對所給定的光波長而言，該「光學接觸距離」為沿著 =於發光堆疊體表面114之直線，從發光堆疊體表面114 ::光圖案化封膠區117内而達沿著該線不再 ，先堆豐體表面114有光學接觸之第—點的距離。 線是「光學接觸測量線嗜 q先干接觸距離可由方程式1 &丁异而得， (方程式1) 疋自發光堆疊體表面]14所發射的光波長 具有發光堆疊體表面n4々s//, 2疋 e 之層（例如，η摻雜層107)的折射 光學接:：真=:填:的平均折射率。_ 量線將有多個接觸二長:該所==學測 度，係取決於在與近端圖㈣封_ u 圍内的波長λ幅度。該井思垃心〜句尤子接觸之軌 而增加。當沿著所給定的：思: : d::波長λ的增加 尤卞接觸測1線遭遇凹部填料或 93906 29 ^60235 T間填料之折㈣時，折射率〜係沿著該直線所遇材料 斤射率的距離加權平均值。對所給定的波長λ而言，當 的差距增加，則光學接觸距離d減少。表2列出根據 矛王式1所计异出的光學接觸距離d值。表2計算所選用 的波長屬於近紫外光（2GGnm至彻㈣、可見光（柳M至 及近紅外光（8〇〇nm至2〇〇〇nm)的波長。折射率值，

n】和n2’代表製造本發明發光裝置之材料所典型遇到之折 射率值的範圍。 λ, nm n^J 200 ΓΧ O' EX 400 T7〇~ [ΓΓ [2Τ(Γ 800 ΓΤΓ [TT- 2 0 200 1 π 0 1 C Λ Γ\ n2 d，nm 3.5 9 2.5 16 2.5 21 3.5 il9~ 2.5 32 2.5 42 3.5 38 2.5 64 2.5 85 3.5 95 I · 3 2.5 159 2.0 2 了 212 計算之光學接觸距離 200 ~ΊΙίΰ)- ίο Π Α ΓΖ 折射率」，rn」是光在介質中對在真空中的速度比。 光在材料中的速度是以c/n表示，其中c是光在直空中 速度。 對所給定的光波長，λ，若沿著光學接觸測量線從堆疊 體發光堆疊體表面114到該點的距離不大於光學接觸距 離，則位於多層堆疊體115外的該點是在發光堆疊體表面 114的光學近端。 δ哀凹部組是一個或多 本發明之近端圖 體。第一凹部組包括一個或多個第一凹部，其中該第一凹 部包括第一凹部填料。第二凹部組包括一個或多個第二凹 部’其中該第二凹部包括第二Of — d 93906 30 1360235 案：封膠區包括至少一種第一凹部填料 =填：及凹部間填料之至少-者之折射率相差至; 「、· *大於U、不大於U的，或不大於0.8。 是使用印模將膜壓成鑛齒狀的製程， 成浮雕圖案。 ^的考寸徵’因此在該膜上形 鲁 於至少-個所壓印之特徵尺寸典型不大 「位置指標」是在發光裝置、發光裝置之詹、發光裝 置之層表面，或在裝配期間用以定位發光： 之上或中的參考點。事實上，位置指標可位於任何處斤口，」 :作”裝r發光裝置期間確保所欲位置關係：::位 光堆標可為，例如’賴以確保在介於發 先堆宜體表面U4與近端圖案化封膠區m之間， 近端圖案化封耗117中的㈣達成所欲之位置關传。 「封膠塊」m為轉_之塊狀物，其於形成 ^圖案㈣㈣117的封膠層期間被圖案化。對於封勝 南】20的，度亚無特殊限制。封膠塊】可具有，例如^ 二：封:产早:厂發广裝置_，或適於封膠此等裝置陣列的 it二 如2〇可進一步為獨立膜的形式。 寻獨立胺可具有，例如，適於捲祕狀以供接下來 :封躍發光裝置之長度’或可施用至具有類似於獨立㈣ 龙㈣度的發光裝置陣列之長度。可將封躍塊】2〇，合； 93906 31 :如第移除多餘的封膠材料、 層109之前 r凹。”真料，且可在其轉換成封膠 當使用術語「近端封成鈥小的封膠塊。 _，封上 ’咸理解在封膠塊表面的修 I"，亦不特?通常不貼附至特定發光堆疊體表面 向。因此=Γ 該特定發光堆疊體表面114之定 俜表亍，声近端」一詞描述封膠塊120之表面時，僅 =不该表面將要或正要轉換為近端圖案化封膠表面 封膠封膠塊的部份或全部的 如，當該封膠#二5 部之封膠材料移除（例 還端f面變為封膠層之遠端表面。 凹#的 圖宰： = 122具有含印模突出處124之「印模 Κι:二：，具有「模峰」(「峰」)。 模凹陷處。 界定出「印楛同安、 上的大出處與凹陷處之組合 接觸本」，當將圖案化的印模122與封膠塊120 封膠塊uoe，n = 弟二凹部填料或兩者一起塗佈 "-^ P核圖案係形成浮雕圖案。 近端圖案化封职]Γ5· 1 ·! 7 θ二 ，£ 11 7具有隨圖案而空間變化的介電 二體何高折射率居間層的情況下，位於多層 ^面mui ㈣表面114(為在第1 ®巾的11摻雜 層表面m)之光學近端。雖不欲受限於任何特定理論，但 93906 咸信在發光堆疊體表面114的 ^ λΛ 、光予近端存在近端圖案化封 爆、區117具有將存在於多層 10〇 ^ 隹：體11：>的光導入封膠層 的效果。咸信在近端圖案化封膠區ιΐ7中存在隨圖宰 =間變化之介電函數’可促進來自，例如，η_摻雜層 你（具較南折射率）所含光之逐漸消失尾巴之光的捕捉，並 、《亥光^人封膠層（具低折射率^近端圖案化封膠區I” :須具有隨圖案而空間變化的介電函數，藉此此等光得以 放射進入封膠層1()9並導向封膠層⑽的遠端表面，而增 加發光裝置1 〇〇的效率。 田夕層堆宜體11 5係無機時，其可取決於所欲之放射 波長而由各種材料製造。此等材料之非限定名單包括：

GaN、AlGalnN、GaAsP、GaP、A1GaAs/GaAs、 AlGalnP/GaAs、AlGaN、GalnN 及 ZnO。發光發生在光產 ^層，在該光產生層處電子與電洞的復合（rec〇mbinat沁… 導致發光。可供多層堆疊體115生長的基材包括QaAs、 aN SiC及監實石。層的成長典型是藉由在升高之溫度 進行金屬有機化學氣相沉積（MOCVD)而完成。美國專利申 凊案第2005/0141240號A1揭示無機多層堆疊體的製備。 在第1及2圖中所代表的多層堆疊體丨丨5為無機物。 然而’多層堆疊體115亦可為有機物或聚合有機物。有機 發光裝置（OLEDs)及聚合有機發光裝置（POLEDs)典型包 括：陽極（例如，氧化銦錫，ITO);導電性聚合物層或小分 子導電層；發光聚合物或發光小分子層；及陰極（例如， Ba/Ca/Al)。陰極將電子注入發光聚合物内；而陽極將電洞 93906 ^60235 .Ht : 1 ^來合物層内。當該電洞與電子結合時發光。導 =“5物的非限定性名單包括聚苯胺及聚伸乙二氧嗟 X發光聚合物的例子包括聚伸笨基伸乙縣和聚努^ :ΓΓ#移的小分子例子包括歐菁金屬類及芳胺類。適人 小分子的例子包括金屬螯合物、二苯乙烯苯 卞此外，以添加電荷傳輸分子，諸如富勒稀類為

折射層103可為金屬層，該金屬層包括，例如，Ag、

Au。或者，折射層1〇3 γ為介電鏡層的週期性排歹:， 該”電鏡層為高折射率及低折射率層，其具有將光沿著光 首次射人該週期性介電鏡的方向散射回來之功能。布 鏡是週期性介電鏡的例子。 ° 富圖案的特徵在 ，、v，，户/又/、另芏少5 run、至 〇細、至少20nm或至少3〇11111;且不超過5,〇〇〇微米、 不超過100微米、不超過10微米、不超過5〇〇 _、不超 過20〇nm、不超過1〇〇nm或不超過5〇1^之特徵尺寸時， 利於達成在200至40〇nm範圍中光波長的提取。冬圖安特 徵在至少-個橫向維度具有至少1〇 nm、至少2二：至 少4〇nm或至少6〇nm;且不超過5 〇〇〇微米不超過⑺〇 微米、不超過10微米、不超過1〇〇〇nm、不超過3⑼nm、 不超過】50 nm或不超過80 nm之特徵尺寸時，利於達成 在400至800nm範圍中光波長的提取。當圖案特徵在至少 一個橫向維度具有至少25 nm、至少5〇 nm、至少i〇〇 nm 或至少200 nm ;且不超過5,000微米、不超過^^微米111、11 93906 34 過1000 不超過5〇〇 nm、不超過2000 run、不超 時利於⑽、不超過5〇0⑽或不超過300⑽之特徵尺寸 4於達成在800至1000 11„1範圍中光波長的提取。 =大凹部深度13Q可落在前文所描述之在至少一個橫 而^之特徵尺寸之範圍内。然而，對最大凹部深度HO 二’除了在其最厚點不可大於封膠層1〇9的厚度外，並 n，m，別限制。因此，該最大凹部深度130典型為至少25 至少50 nm或至少1〇〇 nm;且不大於1〇，_微米、 大於I:0。微米、不大於削微米、不大於1〇微米或不 本！X明的圖案可為隨機或週期性。當冑案為週期性 1案可在x維度、y維度及z維度之至少一者為週 ，。备週期性圖案在至少一個橫向維度具有至少10 Γηη、至少50 nm、至少70 _或至少100 nm;且不超過 ，0微米、不超過100微米、不超過10微米、不超過500 不超過375 nm、不超過300 _，或不超過2〇〇⑽之 ^^列如，在第10圖中的X維度週期133及y維度週期 木5)時，利於達成波長在200至4〇〇nm範圍之光的提取。 田週期性圖案在至少—個橫向維度具有至少2G nm、至少 爪至夕140 nm，或至少200 nm ;且不超過5,000微 只”不超過1〇〇彳政米、不超過1〇微米、不超過⑼譲、 士超這750 nm、不超過6〇〇 或不超過彳⑻以”之週期 二，利於達成波長在彻至_nm範圍之光的提取。當週 /月！·生圖案在至少一個橫向維度具有至少％ nm、至少2〇〇〇 93906 Ϊ360235 .nm、至少280 nm，或至少4〇〇nm;且不超過5,〇〇〇微米、 •不超過1〇0微米、不超過丨〇微米、不超過2000 nm、不超 ，1875 nm、不超過15〇〇 nm，或不超過i〇〇〇 nm之週期 寸利於達成波長在800至20〇〇 nm範圍中之光的提取。 「封膠材料」可為對該等光的波長係透明之任何材 料封膠材料之非限定性名單包括：聚石夕氧烧類諸如聚笨 基f氧烷類、其他聚芳基矽氧烷類、聚（芳基-氧基-芳基、) 鲁矽氧烷類及聚（芳基-硫基_芳基）矽氧烷類、聚矽烷基苯、聚 (t曱基w丙烯酸甲醋）及其他聚（（甲基）丙烯酸烷醋）、聚碳酸 =、環稀烴共聚物類、無定形聚對苯二甲酸乙二酯（ρΕτ)、 •聚酿亞胺類、聚填腈、聚醒胺類、聚楓類、聚苯楓類、聚 1楓類、聚碳蝴烧類、聚金剛烧類及其共聚物。適合的封 —膠材料復包括後文所揭示之硬化B階段光學材料。該等硬 化B P皆段材料可為封夥材料或凹部填料，或兩者皆是。在 =等硬化B階段光學材料中之「孔洞」（「奈米孔洞」）的 分佈可為均質者[亦即，在整個經硬化的B階段光學材料的 =隙度（孔洞體積」）為相同，或實質上相同者]。或者該 等孔洞的分佈可在一連串的鄰接凹部中不連續的變化（例 =，基於所要提取的光波長，改變至少0.01單位的折射率） 或可為連續（亦即，具有折射率變化的區域，其中RI平穩 地變化）。適合的連續折射率變化的例子為其孔洞的密度係 以每l〇nm不大於i體積百分率的速率，朝遠離近端圖案 =封膠表面113之方向’自i體積百分率連續降低至9〇 月豆積百分率。對此例子而言，孔隙度（孔洞體積）改變的速 93906 36 1360235 丰將轉換成每1Gnm不大於G._的折射率改變 料的密度為至少0.03克/cc、至少〇〇5克&、至少：勝材 心、至少〇.2克/cc或至少〇5克〜；且不大於^ .克 不大m h5A/ee a u 、 本發月之凹部填料」，只要被建構成能以符八 光襄置的設計規格的方式填充凹部，將可為對多 r所產生的、所要提取的光波長而言為透== 枓。適合作為凹部填料的非限定性聚合物名單包括：且= η約為1.4且含成孔劑的倍半矽氧烷聚合物；具有η:、 Β卩皆段倍切氧烧聚合物；^纽類諸如聚苯 土，乳烧類、其他聚芳基吩氧絲、聚（芳基·氧基乂 (芳基·硫基·芳基）々氧絲、聚錢基苯、 W甲基丙《甲㈤、聚碳㈣、_烴共聚物類、 亞胺類、聚碟腈、聚酿胺類、聚碉類、聚苯 en關類、聚碳硼炫類、聚金㈣類及Α !:::料物氧烧時，此等聚嫩可含有=的 本基或其他芳香族基團。此等㈣氧炫復可含有I機 f共聚化或以含金屬粒子形式存在之金屬^匕物。 適合的凹料料可進—步為無機㈣，其非

，[±^^：-S--'-〇-〇aP^〇aAs.nGaP^aN 二S、CdTe、ZnTe ' Si及Ge。適合之凹部填料亦可為高折 射千玻璃诸如硫屬化合物破璃類、鱗酸鹽玻璃類及火石玻 璃類。此等高折料玻璃包括，例如，pb、u、勘及&。 此等無機凹部填料可藉由各種在此技藝中所知之技術沉積 93906 1360235 於封膠表面及凹部壁之上，所述技術係諸如金屬有機氣相 沉積（MOCVD)、物理氣相沉積（PVD) '氫化物氣相磊晶法 (HVPE)、原子層沉積（ALD)、低溶點玻璃的使用，及溶膠 凝膠技術。凹部填料的密度為至少〇〇3克/⑶'至少Ο”克 -、至少^克/^至少^克〜或至少^克&且 不大於7.0克/cc、不大於5 〇克〜、不大於3 〇克心、 不大於2_0克/cc、不大於！ 5克心或不大於12克心。

可作為本發明之凹部填料之「光學用黏著劑」為具有 低黏度（典型不大於100厘泊）的任何流體’該流體可ς製 備近端圖案化封膠區及/或接合封膠區至發光堆疊體表面 之期間施加於表面。該等光學用黏著劑必須能夠形成且有 厚度不超過10 nm之膜。該光學用黏著劑可藉由某些手段 而硬化，該科段包括聚合及交聯，其中此等硬化係藉由， 歹·如，熱4 UV光的施加而完成。當施加熱時，光科 ;劑中可存在熱引發劑(例如，過氧化物或偶氮引請： 田化加UV %時，可存在有光敏化劑諸如=苯基酉同。光學 :黏著劑之非限定性名單包括：（甲基)丙烯輪旨單體， 體自 N。偏（cranbury，New Jersey)者。在一個具 光學用黏著劑是當作凹部填料層而施加，且該 予用‘著劑是直接置於發光堆疊體表面〗〗4之上，前述 料層是近端圖案化封膠區117的連續凹部。在另 二紅貝例中’光學用黏著劑係於近端圖案化封膠區 將填至該區之圖案化表面’該光學用黏著劑因此 凡°玄等表面之凹部。接著將過剩的光學用黏著劑自 93906 38 1360235 v表面和除S下具有包含凹部填料的凹部的凹部組，該凹 .部填料係光學用點著劑。在此等情況中，該光學用黏著劑 存在於近端圖案化封膠表面113的凹部開σ n9，因此可 用於將近端圖案化封膠區117接合至發光堆疊體表面ιΐ4。 光學接觸（且因此在兩介f間為低光損失）所f要的接 合要件細節係記載於：j. Haisma，G A c M响心仏咖

Sci.Eng. R (2002), V〇i 37> pp. U6〇 o Φ 热於此技蟄者咸認，當接合材料的折射率接近發光層 0折射率’或任何介於該發光層與該接合表面間的居間層 之折射率，接合層的厚度可增加超過1〇nm、3〇nm45〇 nm而不會使自咼折射率LED堆疊體通過接合層之光透 射有顯著損失。已知各種具較高RI的黏著劑。以溶膠凝膠 •為基礎的黏著劑曾用於接合，如在美國第5516388號所揭 不者在美國第5516388號中，揭示可使用各種溶膠凝膠 前體：Si〇2、Ti〇2、Hf〇2、Y〇2，或Al2〇3來實行諸如玻璃 類、金屬類或半導體類等表面之接合。此等黏著劑具有折 射率比以有機物為基礎的黏著劑類高的優點。此外，可使 用浴膠類材料之極薄層（小於50 nm)來產生絕佳之光學偶 合。 美國專利第7053419號B1揭示多種藉由接觸而將兩 種表面接合的方法：熱壓法 '冷焊法、氧化物輔助法或其 他接合技術。該揭示文件亦特別指明當厚度係小於打爪 時之聚合物黏著劑，藉此可使光於層間偶合。美國專利= 6709883號提及使用BCB(B階段雙苯并環丁烯）或環氧= 93906 39 1360235 -脂以將透鏡接合至LED表面。美國專利第0682950號提及 •以旋轉塗佈玻璃（sPin-〇n-glasses ,典型為si〇2溶膠前體）、 聚矽氧或聚醯亞胺類作為黏著層。若該黏著劑厚度小於約 :>0 nm ’此等較低幻黏著劑將產生絕佳的光學偶合。 產生尚折射率接合層的溶膠凝膠前體的說明性非限定 名單包括.四烷氧化矽，諸如Si(〇CH3)4、Si(〇(^H士、 SKi-OCsH7)4及Si(t_OC4H9)4 ;單金屬烷氧化物，諸如 修 ZrSi(OCH3)4、Zr(OC2H5)4、Hf(OC2H5)4、VO(OC2h5)3、

Nb(OC2H5)5、Ta(OC2H5)5、Si(OC4H9)4、A1(〇CH3)3、 Ti(OCH3)4 ;雙金屬院氧化物，諸如从、

Mg[Al(iso-〇C3H7)4]2 、 Ni[Al(iso-〇C3H7)4]2 、

Ba[Zi*2(C2H5)9]2、（〇C3H7)2Zr[Al(〇C3H7)4]2 ;以及含有三種 • 或更多種金屬的多金屬烷氧化物。 用來接合的金屬烷氧化物溶液可包括在適當溶劑中的 下列前體：四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四異丙氧基矽 _ 烷、四（第三 丁氧基）矽烷、Zr(0Me)4、Zr(〇Et)4、Zr(〇Bu)4、

Hf(OEt)4、Hf(0Bu)4、得自杜邦公司(Dup〇nt)的 Tyz〇rTM(鈦 的各種烷氧化物）。一般而言可使用Ti、Zr、Si、Hf、v、 Nb Ta、A1、Mg、La及其他適合的透明或大部分透明的 i屬氧化物之院氧化物如體。亦可使用雙金屬院氧化物類 诸如La[Al(i_PrO)4]3或多金屬烷氧化物化合物。可使用其 他揮發性脫離基團諸如低分子量胺類、羧酸類、万-二酮類 (乙醯丙酮化物，acac)等與適合的金屬原子以提供可水解 金屬氧化物前體。例如，可利用Ti(acac)2。 93906 40 1360235 本發明的凹部填料可進一步為如在美國專利第 6,967,222號所揭示之低折射率「B階段光學材料」。b階 段光學材料是藉由下述步驟所製備：a)組合多個成孔劑 (porogen)粒子與b階段光學材料；b)將該B階段光學二 料至少部分硬化；c)將複數個成孔劑粒子至少部分移除； 以及d)定義光透射通過該光學材料的路徑。該等成孔劑粒 子典型係經交聯者，惟該等成孔劑粒子若不因該3階段光 學材料而膨潤，亦可為未經交聯者。該成孔劑粒子的平均 粒徑為至少lnm、至少2nm ’或至少—：且不超過5〇 咖「、不超過30 nm、不超過2〇⑽，或不超過ι〇 _。術 二=劑」意指為聚合材料的孔洞形成材料或分佈在光 且接著移除該等成孔劑以在該介電材料 孔叫 工孔，或自由體積。因此術語「可移除的成 ::二交:!用。「孔;同」意指在固趙材料内的真空或= 充填的體積早兀。此等孔洞 「空孔」以及「自由體_ Μ 士 孔洞」、 語「咐…積」…中係可交替地使用。術 ΰ ^奴」思指未經硬化的材料 任何材料可藉由聚合或硬化1 =人未經硬化」係意指 量的材料，諸如塗声、=合’以形成更高分子 :巨單體、寡聚體，或其混合物。此等Β 知设思欲包括聚合材料體白二 合物，或單體與寡聚體之混合物。厂光與=Μ體之混 學材料」意指對所用的光 予土版材料」或「光 先波長為光學透明之材料。「可硬化 93906 41 之B p皆段光學材料」係尚未經硬化之B階段光學材料 化B階段光學材料」係自B階段光學材料之硬化過程所產 生之知"制·。 凹部填料可為有機聚矽酸鹽樹脂的B階段光學材料， 亥W·月曰為式（I)或（H)的一種或多種矽烷類的水解物邻八 縮合物： 口丨刀 (I)

RaSiY4.a

Rlb(R2〇)3.bSi(R3)eSi(OR4)3_dR5d (II) 中R疋虱（Ci-C24)燒基、芳基及經取代之芳基：γ是 任何可水解基團；a是〇至2的整數；Rl、r2、R4及R5 系獨立地L自氫、（c〗_C24)院基、芳基及經取代的芳基； v 係選自（CrCy烧基、_(CH2)h·、_(CH2)hi_Ek_(CH2)h2·、

•(CH2)h-Z、伸芳基、經取代之伸芳基，及伸芳基醚；e係 選自氧、NR6及z ; Z係選自芳基及經取代之芳基；r6係 選自氫、（Cl-C8)烷基、芳基及經取代之芳基；b及d係各 為0至2的整數；。是〇至6的整數；以及h、hl、h2及k 係獨立地為1至6的整數；其限制條件為R、Rl、R3及r5 之至少一者不為氫。「經取代之芳基」及「經取代之伸芳基」 意指所具有之一個或多個氫原子被其他取代基置換之芳基 或伸芳基，前述之取代基諸如氰基、羥基、巯基、齒基或 (Q-C6)烧基、（CVQ)淀氧基。 式（I)的化合物的進一步水解物或部分縮合物為具有 式（III)的B p白#又有機聚石夕氧樹脂（〇rgan〇 resin): ((R7R8SiO)e(R9Si〇1 -)f(Ri〇Si〇i 5)g(si〇2) )]i (III) 42 93906 1360235 芳:^^及尺係獨立地選自氫^丨-〜戍基、 :基，及經取代之芳基；e、gh係獨立地為^至】的數 子，f為0.2至1的數字：ηβ 3 1rk m 3至1〇,00〇的整數；其限制 條件為e+f+g+r=1 :且限制條件為R7、y及Μ之至，卜— 不為氯。對R'R、R9及〜—者而言，嫩 =狀基。在上式叫e、f、gh代表各個成分： 吴耳比。該等莫耳比可在〇與！間變化。6較佳為〇至〇8。 :較佳為0至Ο.8”較佳為0至〇.8。在上式中η意指在B =材料中重複單元的數目。較佳地，η為3至觸的整 廣泛種類之成孔劑適用於本發明之Β階段光學材料 中。例如，儘管溶劑可作為成孔劑，但在使用溶劑時是難 以控制所產生的孔洞大小及孔洞大小的分布。因此，聚合 物係較佳之成孔劑。可作為成孔劑之聚合物可移I「可移 除」意指聚合物粒子解聚合、降解或分解成可在主體光學 材料中擴散的揮發性成分。適當之聚合物包括，但不限於· ㈣聯之聚合物粒子、高度分枝之聚合物、嵌段(bi〇ck)共 t物^線性聚合物。以經交聯之聚合物粒子為較佳。較佳 之絰交聯聚合物粒子為揭示於歐洲專利申請案1 Ο" :簡印等人）及美國專利案第6,27U73號（You等人）之 H粒子。適合之聚合物成孔劑包括聚（烯烴碾類）、確 基纖維素聚合物類及聚碳矽炔類。 可作為成孔劑之經交聯聚合物粒子包括作為聚合單元 種或^禮烯屬或炔屬不飽和單體及一種或多種交聯 93906 43 1360235 刎。適合之不飽和單體包括，但不限於：（甲基）丙烯酸、（曱 基）丙稀醒胺類、（曱基）丙稀酸烧酯類、（甲基）丙烤酸稀酯 類、（甲基）丙烯酸芳香酯類、乙烯基芳香族單體類、含氮 化合物及其硫代類似物（thio-analog)、環狀烯烴聚合物類以 及經取代之乙烯單體。該等單體可視需要、經取代。 在製備本發明之孔性光學裝置，前文所述之成孔劑首 先與B階段光學材料組合，例如，分散或溶解於B階段光 學材料中。所用之成孔劑的量將為提供所欲之孔隙度或自 甴體積，故而提供所欲之折射率所需要之量。孔隙度為孔 洞在硬化B階段光學材料中之體積分率的測量值。孔隙度 越向，折射率越低。以體積百分率表示之孔隙度為：以該 硬化B階段光學材料的體積為基準 率、至少1體積百分率、至少5雕 乂 .收貝刀 百分率 '至少20體積百分率戈：積百*率、至少1〇體積 革或至少30體積百分率；且不 大於95體積百分率、不大於9〇 體積百分率、不大於70體積百分率貝：大於8〇 至^ /u τ, 、刀革、不大於60體積百分 车二化B階段光學材料之凹部填 〇.〇3、至少0.5、至少〇 1〇 勹主乂 於1〇、不大於0.9、不大於乂^:至少〇.3〇;且不大 〇.6〇。係屬硬化”段光學材料；不大於〇.70,或不大於 至少⑽、至少1:至;^ 1.6、不大於1>8、不大於14 U M2 ;且不大於 本文中之此處及1 大於丨.34 '不大於1.30。 發光表面所^屮 率係就所欲提取的多層堆疊體之 知尤表面所發出光之波長而言。 44 =接的段落列舉本發明發光裝置以及製作該等裝置之 :且=實例。咸理解料具體實例係本發明之說明， 法的所有可能具體實例 裝置或製造該等裝置之方 封职= 月的發先裝置的第-具體實例申（見第1圖)， 案化封膠於!光堆4題表面114之上，以致近端圖 Γ案化封躍區117包括第-凹部組，其具=含有 的第：：：料之第一凹部群112+具有第-凹部壁川-1 m直;群1叫與具有凹部間填料的凹利體積單元 直接接觸。第一OD -*R 5¾ 110 1 119…山 延伸至在第-凹部開口 之近鳊圖案化封膠表面113( 例中，並無第二凹部群112_2〇 K㈣ 膠區tit發光農置的第二具體實例’除了近端圖案化封 二門 第一凹部組且該第-凹部組具有含單個第- 二：rT1之單個第一凹部叫之外，餘皆與第-^例相同。典型地第一凹部開口叫與全部的或實質 王部的近端圖案化封膠表面113吻合。亦即，單個卜 二部1叫形成與發光表面114接觸的連續層，且由於在 弟-凹部深度咖的變化而將第一凹料112-1圖案 非屬第03。[5君f 1 12-1的近端圖案化封勝區J7的體 積單元為凹部間體積單元110。 在本發明的發光I置的第三具體實例中’近端圖案化 封I區11 7包括第一凹部組與第二凹部組兩者，所述的第 93906 45 1360235 且第二凹部組具 —凹部組具有至少一個第一凹部】】2 有至少一個第二凹部〗】2-2。 轉明的近端圖案化封勝區m具有至少—個凹部 組’若僅有一個凹部組，則亦且 W - no r 一有匕括一個或多個凹部間 的「凹部間體積單元組」。當近端圖案化封谬 ^ ^有多於-個凹部組’凹部間體積單元存在或不存

決於近端㈣化封_ 117的遠端表面是平坦或經圖 j。料端表面辭坦者，則沒有㈣f指積單元組。 心端表面係經圖案化者’則有凹部間體積單元組。在於 一個或多個凹部組形成之後完全移除該封膠材料之情形，、 任何的凹部間體積將由空氣（或其他環境氣體）所佔據。 在製造本發明的發光裝置方法的第-具體實例中，120 使用經圖案化的印模112將封勝塊銘印。封膝塊12〇的表 面可在其表面沒有居間層存在的情況下被銘印（見第^至 圖）’或者該表面可先以第一凹部填料層125塗覆。第 7a至7c圖代表在銘印封膠塊12〇的塗覆表面之前(第％ 至7c圖）’將第一凹部填料層125施加至封膠塊12〇。第 7b至7d圖代表印模圖案化表面123將第—凹部填料層⑵ 銘p達足以在封膠塊120以及在第一凹部填辛斗中形成 浮雕圖：的例子。在該等情形中，希望藉由例如平坦化移 矛' 所有第凹部填料表面多餘料126，以形成複數個第一 凹。P群112·1(見第7e圖）；部分移除第—凹部填料表面多 餘料126;或不移除表面多餘料126(見第㈣）。在第一 凹部填料層的表面中’由印模圖案化表面123在第—凹部 93906 46 1360235 ^ : _ 125上所直接形成的鋸齒狀為第二凹部群119-2。 L者’印模圖案化表面123可在不使封膠塊12〇的表面微 :下，銘印第一凹部填料層125以在第一凹部I 125形： 沒有第一凹部填料層125的情況，印模表面 安直接銘印封膠塊120’而在封膠塊12〇表面形成浮雕圖 :a至6d圖）。在該表面中，由印模圖案化表面⑵ ’勝塊U0上所直接形成的鑛齒狀係第—凹部群 二。在此具體實例的該等變型中’編齒的浮雕圖宰 =在=的表面上與印模圖案化表φ 123直接接觸而形 成。此核齒為第-凹部群112」或第二凹部群ιΐ2_2，盆 =以空氣或其他氣體分別作為第一凹部填料及第二： 二而填充。或者，#印模圖案化表面123脫離時，可 ^非氣體第-凹部填料或第二凹部填料，使其分別流入 弟一凹部112-1或第二凹部112_2。 在製造本發明的發光衰置的方法的第二具體實例中， 〃-凹部填料層125係'施加至封膠塊12〇且第二凹部層係 施加至凹部填料層125β在施加第—凹部填料声曰⑵ 施加之前，可將印模圖案化表面123與封膠塊12〇的表面 接觸。印模圖案化表面123可與封膠塊、第一凹部填料層 125及第二凹部填料層（群）之任—者或與其全部接觸。^ 者，可使用同樣的圖牵仆> & 7 0，μ e y 表面1 銘印母個其所接觸的表 面’或可使用：同的圖案化表面123來銘印不同表面。 〜方、此技这者咸知’當希望藉由一個或多個銘印步驟 在近端圖案化封膠區117形成第-凹部112·】及第二凹部 93906 47 :12:2 宜在組裝期間之發光裝置ι〇〇上的一個或多個 W , ^ y- ^ ^ m \置之，、且裝口上的一個或多個位 $ 及該組裝台兩者上之位置提供位置指標。 以此方式可達到圖案的對準。 ？曰知 # IV可藉由一種以上的印模圖案化表面123銘印同

一表面（屬於封膠持 ―、H J —^ 了胳塊或屬於凹部填料層）。例如，可藉由 古P模圖案化表面123銘印第一 m # 成第二凹部1Ι2·2的圖宏^弟凹^填料層的表面而形 凹部群、浐广料 者以第二凹部填料填充第二 部填料硬化。接著^ ^⑽’且若需要將該第二凹 凹部填料層之圖案化，以m 自⑵進灯該 剩的==部填r充第二凹部…、移除過 ^ 、，、且右而要將該第二凹部填料硬化。 理解，若欲銘印=.ί區m銘印圖案時，咸 =枓的玻璃轉移溫度(Tg)或高於該玻 心 典型地，將聚合材料、 厂皿度之》皿度。 形成所欲的圖案，接著將:人：兩者維持在此溫度直到 :低於該聚合二者冷卻 石孩艰合材料及製造印 丨棋卉 料在撤回印模時可釋出聚合材^編過選擇’使印模材 當«案在可硬化填料上形成且 4，該印模典型地以 衣耘兩要^^光 也、头 文化Y ‘令所用的TTV止4 e 為透明的材料製造。_ 用的uv先波長而言 —圖木在可硬化填料中形成，uv 93906 48 1360235 右S亥印模的背側 背側施加，此時 光即通過該印模施加以將之硬化。或者， 對UV光為透明，則UV光可自該印模的 。亥印換對UV光而言不需為透明。 如，的另一具體實例中’該印模係藉由使用，例 =田射燒钱，而自高折射率晶片諸如GaN或Sic 成圖案’但不移除該印模。取而代之的是 本身成為具有填充有該印模材料（例如，GaN或

:早^部的凹㈣。騎埋製的印模料部表面可為平 用其埋置前或埋置後經圖案化。接著施加光學 2㈣至騎模材料的外部表面作為凹部填料層，該凹 =料層厚度典型不大於1Gnm，且保持為單—連續凹部 I、具有凹部開口 119的複數個凹部群。獨立封膠片接著 ^至發光堆疊體表面117，以致光學用黏著劑與發光堆 豐體表面117接觸。 一，另一具體實例中，該近端圖案化封膠表面係使用發 光堆疊體表面作為基材而形成。凹部填料層係建置在該^ 面上以形成近端圖案化封膠區丨丨7。 當將封膠層形成為適合後續應用於發光堆疊體表面之 獨立式光提取封膠片時，該具有圖案化封膠區之層在本文 中稱為近端圖案化封膠區，即使其為獨立形式亦然。使用 術°。 近端」係因為咸理解當該片貼附至多層堆疊體時， "亥獨立片的近端圖案化封膠區將置於發光堆疊體表面上。 —旦該片貼附至發光堆疊體表面114，獨立的「光提取封 t片」變為具有近端圖案化封膠區117及視需要具有未經 93906 49 1360235 圖案化封膠區11 〇的封膠層！ 〇9。 材料^射燒姓（1_ —on)」係藉由強雷射光束移除 =:。可藉由此等技術在聚合物膜中製造孔心 外每射燒蝕可作為用印膜形成圖另 當圖案係使用圖案化印模122而建=印模可具 印模本，:知之任何材料製造。例如，該 、了為千板H早—滾筒形式’或多個 刷作業(一，ra· 了建:籌成在壓印操作期間可供加熱、冷卻或該兩者之構 ^右在銘印製程期間欲將第一凹部填料、第二凹部填料 或:兩者硬化，則印模係由對於用來照射待硬化材料之光 之波長（例如，紫外光）而言為透明的材料製造。 树明的-些具體實例現藉由下述實例敘述其細節。 在此寻實例中所用之化學藥品係列示於表A。 ，齒深度的測量。在圖案化表面的製備期間，使用表 (profileometer) Dektak-30(Veeco, Woodbury, NY) 測里在表面上所製造的鑛齒的深度。 93906 50 1360235 表A縮寫與描述 縮寫或其他描述符號 名稱及描述 GaN LED 氮化鎵類發光晶片XB900 (Cree; Durham, NC) ITO 用於ITO導電塗層之氧化銦錫 塗覆有ΙΤΟ的PET 塗覆有 ITO (CPFilms ; Matinsville, VA)的聚對苯二甲酸乙二酯（PET) ITO/玻璃 塗覆有ITO的玻璃（Applied Films Corp.) S i偵測器 石夕 4貞測器（Thorlabs, Newton NJ) 功率計 Thorlabs (Newton NJ) 經銅塗覆的Si晶圓 塗覆有銅金屬的矽晶圓（Silicon Valley Microelectronics) 電源 雷射二極體控制器（LDC 500, Thorlabs, Newton NJ) 表面測定儀 藉由Dektak-30進行鋸齒深度的測 量（Veeko, Woodbury, NY) 旋塗儀 P6700 (Speciality Coating Systems, Indianapolis) PET 聚對苯二曱酸乙二酯 RI 以Metricon所測量的膜的折射率 (Pennington, NJ) 光學用黏著劑 可藉熱或光硬化之光透明性黏著 劑。光學用黏著劑可自 Norland (Cranbury, NJ) 、 Nye Optical (MA)、Dymax(MA)而得。 LEF 光提取膜-帶有橫跨其中可變化光 學介電常數的聚合物膜。其可呈獨 立的膜而施加至G aN晶圓，或可為 在GaN晶圓上逐層加工。 注意在實例部分由裝置數字（可包括字母）所表示的實 例裝置不要與在附圖中的圖示數字混淆。 比較例A具有發光層的多層堆疊體與未圖案化的近 93906 1360235 端封膠表面接觸。以銅（Cu)金屬塗覆的矽晶圓（Silicon Valley Microelectronics)作為底電極。LED 晶片 XB900(Cree) 係置放在晶圓之上。施加一滴的聚矽氧液體（Aldrich)於該 LED之頂端以幫助折射率的互相搭配以及使在GaN-ITO/ 玻璃交界處的折射最小化。經ITO塗覆的玻璃（Applied Films)係置放於該LED晶片之頂端。該ITO玻璃具有以表 面測量儀（Dektac-30，Veeco)測量為1至2 nm的表面粗链 I 度。電極係貼附至Cu晶圓和ITO玻璃。供應電極來自雷 射二極體電源（LDC 500, Thorlabs)之電流，其測量單位為 微安培（mA)。矽偵測器（Thorlabs)係置放在該LED晶片位 置之頂端並貼附至伏特計，該伏特計的測量單位是伏特。 • 所供應的電流係自10 Ma變化至80 mA，且發自該LED的 藍光（460nm)係以矽偵測計及伏特計測量。輸出伏特除以該 驅動電流而得的斜率為0.019 V/mA。 實例1具有發光堆疊體表面的多層堆疊體在近端圖 • 案化封膠區的光學近端的封膠作用。 LED係以比較例A的方法製備，惟以塗覆有IT0(CP 膜）的PET膜取代ITO玻璃置放在LED晶片的頂端。該 PET/ITO膜以表面測量儀（Dektak 30)測量時具有1 7 nm白勺 表面粗糙度。施加一滴聚矽氧液體（折射率=1.47, Aldrich) 於該LED之頂端以幫助折射率的互相搭配以及使在 GaN-ITO/PET交界處的折身于最小化。電極係施用至經Cu 塗覆的晶圓和PET/ITO膜且電流係流經該LED晶片。輸 出光以矽偵測器及功率計測量。自矽偵測器所觀測的電壓 52 93906 1360235 輸出功率除以LED驅動電流結果為0.04 v/mA。在調節玻 璃/ITO及PET/IT0之間的光透射不同所造成的差異後，實 例1的裝置的光輸出為比較例A之裝置之光輸出的丨4倍 (亦即’前者之光輸出比後者之光輸出高4〇 %) 供應至LED的電 流，mA To ~- 對玻璃/ITO的碎偵 測器輸出，V ' 0.169 PET/ITO的矽偵測 器輸出，V 0^3 2υ ~~- 0.375 0.609 ^ DKJ a r\ —--- 0.564 0.948 - 4U r π--- 0.765 L27 …- 60 0.94 1.58

實例2

GaN LED晶圓（Cree)係使用P6700旋塗儀以n=1 38的 ZIRKON 低折射率材料（R〇hm ancj Haas)旋塗達1〇〇 nm 的厚度。將該塗層於90。(：軟烤1分鐘，並使用具有方底 金字塔形的週期性圖案的圖案化印模進行銘印，該方底金 字塔在突出的尖端與低谷間之最大距離為1〇〇nm。每個方 底金子塔的底部邊長為2〇〇 nm。在平行於各金字塔底部矩 形邊緣的兩個方向中的長度週期是250 nm。該ZIRKONtm 低折射率材料層接著在氮氣下於25(rc硬化（經B階段）2〇 小打，最終的銘印塗層厚度應為8〇 。b階段的塗層的 折射率η應為Μ。將高折射率的聚（苯基甲基矽氧 烷）(η=1.54)旋塗於圖案化Β階段塗層的表面並達1〇〇打功 的厚度。將:亥聚(苯基曱基矽氧烷)硬化，硬化溫度起初為 1 〇〇 C接著在3.0小時的期間逐漸增加至丨3〇。使用 93906 53 ^60235 半把以及ίο微米的鞍部（sag)(此處「鞍部」意指模造透 鏡大出處的最大高度）。在石英中含有透鏡陣列圖案的印模 ϋ 知自 MEMS 〇ptical(Huntsville, Alabama)。將聚二曱基 夕氧燒（PDMS，Sylgard 184, Dow Corning)傾倒於透鏡陣列 印膜上並接著硬化。撕開該PDMS膜，留下該透鏡陣列的 印痕。該膜包括1 〇微米深之週期性半球凹部。接著將該膜 置於激鐘腔（Evaporated Coating (Willow Grove，PS))且使 用PVD製程以Dynavac機器（Hingham，ma)沉積ZnS，以 致該凹部填充有ZnS。最後，將過剩的ZnS自該膜上研磨 移除，留下平滑的ZnS表面。所形成的複合膜在聚合物基 體中具有半球形ZnS透鏡。該混合膜係置於GaN LED裝 置上，如此在該ZnS與GaN表面間製造出絕佳的光學接

觸。將電流供應至該裝置且應觀察到2〇流明/瓦特。 比較例E PDMS膜如直接置於LED的表面。供應電流 且該光輸出應為1 〇流明/瓦特。 【圖式簡單說明】 第1圖侧視圖la至lb各代表包括具有近端圖案化封 膠區117的封膠層】〇9的發光裝置。 包括η摻雜層1〇7 109之發光裝置的 第2圖LED側視圖2a至2f各代表 與具有近端圖案化封膠區u 7的封膠層 一部分。 第3圖發光裝置圖3a至+ ， 主各代表近端圖案化的封膠 表面11 3，其包括第一凹部開 丨间口 119-1及凹部間體積單元 93906 64 118。 丄

=4®帛43、仏^及处圖各代表在近端圖案化封 113具有第-凹部開口 119-1的第一凹部112_!及 凹部間體積單元118。第4h ΛΑ AC 山门也 弟4b、4d、4f及4g圖各代表在近 知圖案化封膠表面113的第1部開口⑴七 第5圖發光裝置圖 面113，該表面包括第一 元 118。 5a至5e各代表近端圖案化封膠表 凹部開口 119-1及凹部間體積單

第6圖帛6a至6d圖各代表封膠塊120的側視圖，以 及在未來將轉&成封膠層丨Q9的近端圖案化封膠表面113 之封夥塊120之表面上形成第一凹部的圖案化印模 的側視圖。 ' 第7圖第7a至7e圖各代表在封膠塊120(其塗覆有 第一凹部填料層125)轉變成具有近㈣案化封膠區ιΐ7之 封膠層10:#期間的側視圖，其中該近端圖案化封膠區 包括具有第一凹部卷丄 ^ W丨土丄11·1的第一凹部112-1。第一凹部 II2-1 i了:用來自第一凹部填料層125的第一凹部填料所完 王真充或。p刀填充。第7a至7e圖各復包括用於在封膠塊 120上形成浮雕圖案的圖案化印模的側視圖。第π圖代表 近端圖案化封膠區117’其中第一凹部"含有來自第 一=部填料層125的第一凹部填料以及第二凹部112·2含 有第-凹部填料。帛7d圖代表第—凹部填料表面多餘料 126未移除或已部分移除的情m圖代表近端圖案化 封膠區11 7 ’其係藉由在平坦化期間移除第—凹部表面多 93906 65 餘料126而形成。 "圖第以至8d圖各代 的側視圖。第8a圖代表具有吾衣尚近端圖案化封膠區117 112-!及凹部間體積單元^超^種尺寸的第-凹部 部112-1和第二凹部112_2 和第k圖包括第一凹 二凹部112-2具有阁婷沾^ ， 圖和第&圖中，各第 二凹部112·2在形狀:大::::二。在第8d圖中’各第 示出第-凹部深度咖丨及二同的第第'圖進-步標 言最大第-凹部深度13(M。第 而 壁⑴-2與第二凹部開口 119·2 =顯不弟二凹部 ^ 129 m 而第8d圖標示出第二凹 “度129-2及對所給定的第 深度130-2。 13 U2_2而δ隶大凹部 第圖代表如在第！ b圖中的多支^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 圖，惟多層堆疊體ns、#此士 t 且殿的侧視 及先學滑蓋透射層131 ^ 在弟1b圖所示的發光堆疊體表面 麵夺面】’4並示輔助光透射们31的兩個發光堆疊 版表 ，八各有置於其上的近端圖案化封膠區117。輔 助光透射I 131復具有發光堆叠體表面ιΐ4，相反側 (卿―）之卜摻雜層1〇5，輔助光透射層ΐ3ι位在反射 層103之上，且其上不具有近端圖案化封膠區I〗？。 第圖第10a至1 〇e圖代表凹部圖案，其標示出橫 2知Μ政尺寸及在橫向維度χ和y重複出現之圖案特徵之週 期。第10a及l〇c至1〇e圖為近端圖案化封膠區ιΐ7的側 硯圖。第1〇b圖為自近端圖案化封膠區11 7之遠端表面上 93906 66 1360235 的取景點（vantage point)所觀察到 的圖。 的近端 圖案化封膠區11 7

1〇〇 1〇2 1〇4 1〇6 1〇8 110 111-2 112-2 114 116 118 119^2 121 122 124 126 127 元件符號說明】 發光二極體（LED) 101 接合層 103 支持體 105 光產生層 107 η側接觸墊 109 未圖案化封膠區 111-1 第二凹部壁 112-1 第二凹部 113 發光堆疊體表面 115 Ρ側接觸層 117 凹部間體積單元 119-1 第二凹部開口 120 封膠塊未圖案化近端表面 圖案化印模 123 印模凸出處 125 第一凹部填料表面多餘料 滑蓋 &層封裝板 反射層 卜摻雜層 摻雜層 封膠層 第~~凹部壁 弟一凹部 近端圖案化封膠表面 $層堆疊體 近端圖案化封膠區 第一凹部開口 封膠塊 P模圖案化表面 第一凹部填料層 128 129-1 13〇] 13〇〇 近端圖案化封膠區厚度 第一凹部深度 129-2 最大第一凹部深度 最大苐二凹部深度 第二凹部深度 93906 67 1360235 131 輔助光透射層 132 X維度特徵尺寸 133 X維度週期 134 y維度特徵尺寸 135 y維度週期 68 93906

Claims (1)

1360235 第96112978號專利申請索 101年1月3日修正替換頁 十、申請專利範圍： 1. 一種製備光提取封膠片的方法，包括下列步驟： A)提供含有聚合封膠材料的封谬塊；以及 I::::表面形成具有外部圖案化封膠表面的圖 其中’形成該圖案化封膠區的步驟包括·· =包括至少一個第一凹部的第·一凹部組，· b)用弟一凹部填料填充該第—凹部； 其中，該第一凹部組具有圖案， 其中： ' 該圖案為週期性圖案， 該圖案在至少一個择 超過5，_微料特徵尺寸度具有至少5奈米且不 圖案在至少一個橫向維度具有至少10奈 未且不超過5,000微米的週期； 該第一凹部具有至4、太& Q 的最大凹部深度； 不超過1〇，_微米 該第-凹部具有與該外部圖案化 凹部開口，·以及 邳付的 部填料的折射率與該封膠材料的折射率 相差至少0.001且不超過3 〇。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其令： 該圖案在至少向維度具有至少5 2,000奈米的特徵尺寸·，以及 ’、 、 93906修正本 69 該週期性圖案在至少一個才: 不超過2,000奈米的週期。 第96112978號專利申請案 101年1月3日修正替換頁 個橫向維度具有至少10奈米且 .如申請專利範圍第1項之方法， AIN、ZnS、 其中，該第一凹部填料 、Ti〇2、ZnO、Gap 及 係選自：GaN、SiC、AIN、 高RI玻璃。 ’其中，該第一凹部填料 nm且不超過50 nm之成 .如申請專利範圍第1項之方法， 係含有平均粒子尺寸為至少5 π 孔劑粒子的可硬化以白匕段光學材料，其中，料該可硬 化B階段光學材料進一步施行下列步驟： 硬化該可硬化B階段光學材料；以及 移除該成孔劑粒子，以形成含有孔洞的硬化B階段 光學材料， 其中，該孔洞具有至少5nm且不超過5〇11111之平 均孔洞尺寸；以及 其中，該硬化B階段光學材料具有在該硬化B階 段光學材料之體積中佔至少〇1體積百分率且不超 過95體積百分率的孔隙度。

下進一步之步驟形成： 提供含有平均粒子尺寸為至少5 nm且不超過5〇 nm之成孔劑粒子的可硬化B p皆段光學材料； 的形狀； 將該可硬化B階段光學材料形成為該封膠塊所需 93906修正本 70 1360235 - 第96112978號專利申請案 101年1月3曰修正替換頁 將該可硬化B階段光學材料硬化，以形成硬化b • 階段光學材料；以及 • 移除該成孔劑粒子，以形成該包括孔洞之硬化B階 段光學材料， 其中’該孔洞具有至少5 nm且不超過5〇 nm之平 均孔洞尺寸；以及 其中，該硬化B階段光學材料具有在該硬化B階 段光學材料之體積中佔至少〇·〗體積百分比且不超過95 體積百分比的孔隙度。 6.如申請專利範圍第丨項之方法，進一步包括以下步驟： C)將該具有圖案化封膠區之封膠塊貼附至多層堆疊 *- 體， 其中’該多層堆疊體包括： η-摻雜層； 光產生層；以及 Ρ-摻雜層， 其申，該多層堆疊體具有發光堆疊體表面；以及 其中，忒外部圖案化封膠表面配置於該發光堆疊體 表面之上； 其中’該發光堆疊體表面具有選自平滑表面及圖案 化多層表面之形貌；以及 其中，該圖案化多層表面具有週期性圖案。 7.如申請專利範圍第6項之方法， 其中’該夕層堆#體復包括配置於該發光堆疊體表面上 93906修正本 71 1360235 1360235 第96112978號專利申請案 101年1月3日修正替換頁 之商折射率頂層， ^中’在貼附之後，該高折射率頂層係配置於該外部圖 8. 9. 10 案化封膠表面與該發光堆疊體間之.居間高折射率層。 :申：專利範圍第6項之方法，復包括在該貼附步驟之 二將二學黏著劑施加於該外部圖案化封谬表面及該發 先堆豐體表面之任一者或二者的步驟。 如申請專利範圍第6項之方法，進—步包括·· 該第一凹部組接觸之全部或部分該封膠材料。 :種相於封膠發域置的缺取封㈣，包括： 占有具近端圖案化封膠表 案化封膠區，該區包括： 封膠材料之近端圖 第凹邛組’包括至少一個含有第一 一凹部；以及 I兴τ寸97弟 在該封膠片外部的近端圖案化封膠表面； 其中，該第-凹部組具有圖案，其t: 該圖案為週期性圖案， 該圖案在至少—個橫向維度具有至少5夺米且 不超過5,〇〇〇微米的特徵尺寸； ’、 該週期性圖案在至少一侗與& & 10太乎日η 乂個稂向維度具有至少 不未且不超過5,000微米的週期. =二:具有至少25奈米且不超 双木的取大凹部深度； 二第二具？及該外部圓案化封膠表面相 93906修正本 72 x^yj255 第96112978號專利申請案 101年1月3日修正替換頁 δ亥第一凹部填料的折射率與該封膠材料的折 射率相差至少0.001且不超過3.0。 ' u·如申請專利範圍第10項之光提取封膠片， 其中，該第一凹部填料係選自：GaN、SiC、A1N、 ZnS、Ti02、ZnO、GaP 及高 RI 玻璃。 12. 如申請專利範圍第u項之光提取封膠片， 其中’該第一凹部填料係含有孔洞的硬化B階段光學材 料， 其中，該孔洞具有至少5 nm且不超過5〇 nm之平均孔 洞尺寸；以及 其中’該硬化B階段光學材料具有在該硬化B階段光 :，學材料之體積中佔至少〇·1體積百分比且不超過95體 - 積百分比之孔隙度。 13. —種製備光提取封膠片的方法，包括下列步驟： Α)提供含有聚合封膠材料的封膠塊；以及 Β)在該封膠塊表面形成具有外部圖案化封膠表面的圖 案化封膠區； 其申，形成該圖案化封膠區的步驟包括： -凹部組； 二凹部組；以 a) 形成包括至少一個第一凹部的第一 b) 用第一凹部填料填充該第一凹部； Ο形成包括至少一個第二凹部的第. 及 d)用第二凹部填料填充該第二凹部； 其中，該第-凹部組及該第二凹部組之至少一者具有圖 93906修正本 73 1360235

第96丨12978號專利申請案 101年1月3日修正替換頁 其中： 該圖案為週期性圖案， 該圖案在至少-個横向維度具有至少$ 超過5,000微米的特徵尺寸τ 〃、不 該週期性圖案在至少一個 個&向維度具有至少1 〇牟 未且不超過5,000微米的週期； '、 該第一凹部具有至少25太 沾田各A 夕25'丁…卡且不超過10,000微米 的取大凹部深度； 該第二凹部具有至少2 的最大凹部深度；不未且不超過1〇,〇〇〇微米 該第一凹部及該第二凹部之 .θ 部圖案化封膠表面相符的凹部至二具及有與該外 部填料的折射率與該第二凹部填料及該 封膠材料之至少一者的挢射.玄 超過3.0。 者的折射率相差至少〇侧且不 14. 如申請專利範圍第13項之方法苴中. 該圖案在至少-個橫向維度具有至少5夺米 2,000奈米的特徵尺寸；以及 ^ 超k 該週期性圖案在至少一個橫向維度具有至少10奈米且 不超過2,〇〇〇奈米的週期。 15. 如申請專利範圍第U項 峒弋万法其尹，該第一凹部填 料及該第二凹部填料之至少一者係選自：⑽、批、 AIN、ZnS、Ti02、Zn〇、GaP 及高 RI 玻璃。 93906修正本 74 1360235 第96112978號專利申諳牵 101年1月3日修正替換^ 16·如申請專利範圍第13項之方法，其中，該第一凹部填 料及該第二凹部填料之至少一者係含有平均粒子尺寸 為至少5 nm且不超過5〇 nmi成孔劑粒子的可硬化b 階段光學材料，φ ,抖·i , ^兵〒，對於該可硬化B階段光學材料 進一步施行下列步驟： 硬化該可硬化B階段光學材料；以及 移除該成孔劑粒子，以形成含有孔洞的硬化B階 段光學材料， 其中，該孔洞具有至少5nm且不超過5〇nm之平 均孔洞尺寸；以及 其中，該硬化B階段光學材料具有在該硬化B階 段光學材料之體積中佔至少〇1體積百分率且不 超過95體積百分率的孔隙度。 17.如申請專利範圍第13項之方法，其中，該封膠材料為 包括孔洞之硬化B階段光學材料，其中，該封膠材料由 以下進一步之步驟形成： 提供含有平均粒子尺寸為至少5 nm且不超過5〇 nm之成孔劑粒子的可硬化B階段光學材料； 將該可硬化B階段光學材料形成為該封膠塊所需 的形狀； 將該可硬化B階段光學材料硬化，以形成硬化B 階段光學材料；以及 移除該成孔劑粒子，以形成該包括孔洞之硬化B階 段光學材料， 93906修正本 75 1360235 . 第96112978號專利申請案 101年1月3日修正替換頁 其中，該孔洞具有至少5 nm且不超過5〇 nm之平 均孔洞尺寸；以及 . 其中，該硬化B階段光學材料具有在該硬化B階 段光學材料之體積中佔至少O.i體積百分比且不超過％ 體積百分比的孔隙度。 18. 如申請專利範圍第13項之方法，進一步包括以下步驟： C)將該具有圖案化封膠區之封膠塊貼附至多層堆聂 體， 且 其中，該多層堆疊體包括： η-摻雜層； 光產生層；以及 Ρ-摻雜層， ' 其中，該多層堆疊體具有發光堆疊體表面；以及 其中，該外部圖案化封膠表面係配置於該發光堆疊 體表面之上； 其中，該發光堆疊體表面具有選自平滑表面及圖案 化多層表面之形貌；以及 其中，該圖案化多層表面具有週期性圖案。 19. 如申請專利範圍第18項之方法， 其I，該多層堆疊體復包括配置於該發光堆疊體表面上 之高折射率頂層， 其中，在貼附之後，該高折射率頂層係配置於該外部圖 案化封膠表面與該發光堆疊體間之居間高折射率層。 如申請專利範圍第· 18項之方法’復包括在該貼附步驟 93906修正本 76 1360235 之刚，將光學黏著劑施加於該外部圖案 發光堆疊體表面之任一者或二者的步驟。 以 21.如申請專利範園第18項之方法，進一歩包括： D)移除與該第-凹部組及㈣κ址之任 之全部或部分該封膠材料。 言接觸 22:種適用於封勝發光裝置的光提取封膠片，包括： 2有具近端圖案化封膠表面的聚合封膠材料之近 案化封膠區，該區包括： 圖 !:組，包括至少-個含有第-凹部填料的第 :::部:及包括至少-個含有第二凹部填料的第 在該封膠片外部的近端圖案化封膝表面； 其中，該第-凹部組及該第二凹部 有圖案，其中： 夕者具 該圖案為週期性圖案， 該圖案在至少-個橫向維度具有至少5奈米且 不超過5,0〇〇微米的特徵尺寸. =性圖案在至少-個橫向維度具有至少 不米且不超過5，_微来的週期； 該第一凹部具有至+以太、丨， 微乎 不未且不超過1〇,〇〇〇 儆木的取大凹部深度； 該第二凹部具有至少25夺乎 微米的最大㈣深度； 不超過1〇，_ 93906修正本 77 第96112978號專利申請案 1(il年1月3日修正替換頁 該第一凹部及該第二凹部之至少一者具有與 该外部圖案化封膠表面相符的凹部開口；以及 該第一凹部填料的折射率與該第二凹部填料 及該封膠材料之至少一者的折射率相差至少 0.001且不超過3.0。 23. 如申請專利範圍第22項之光提取封膠片， 一中，該第一凹部填料及該第二凹部填料之至少一者係 選自：GaN、SiC、AIN、ZnS、Ti02、ZnO、GaP 及高 RI破璃。 24. 如申請專利範圍第23項之光提取封膠片， 其中，該第一凹部填料及該第二凹部填料之至少一者係 含有孔洞的硬化B階段光學材料， 其中’該孔洞具有至少5 nm且不超過50 nm之平均孔 洞尺寸；以及 其中’該硬化B階段光學材料具有在該硬化B階段光 學材料之體積中佔至少0.1體積百分比且不超過95體 積百分比之孔隙度。 93906修正本 78