TWI425652B - 固態發光裝置及其製法 - Google Patents

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Description

固態發光裝置及其製法
本發明乃關於固態發光裝置。本發明特別是關於具有改良光萃取效率的固態發光裝置。本發明也和製作此種固態發光裝置的方法有關。
在美國，每年有一大部分(有些估計高達25%)所產生的電力是使用於照明用途，因此便有持續性的需求在於提供更有能源效率的照明方式。大家都曉得白熾光燈泡是非常沒有能源效率的光源－其約90%所消耗的電能都成為熱能散逸，而非光能。日光燈雖然和白熾光燈泡相較之下比較有效率(兩者約差距10倍)，但仍然比不上固態發光體的能源效率，比如像是發光二極體。
此外，若和像是發光二極體的固態發光體之正常使用壽命相較之下，白熾光燈泡的使用壽命相對較短，亦即通常在約750~1,000小時。然而發光二極體舉例來說，其通常的使用壽命可在50,000與70,000小時之間。日光燈管的使用壽命(例如10,000~20,000小時)雖然比白熾光長，但是其所重現的顏色卻較差。
傳統照明燈具所要面對的另一個問題是必須定期更換照明裝置(例如燈泡等等)。此問題在難以接近時(例如拱形的天花板、橋樑、高樓、車行隧道)並且/或者更換所需的費用非常昂貴時會特別顯著。傳統燈具的一般使用壽命約為20年，相對應照明裝置的使用至少達到約44,000小時(基於每天使用6小時，共使用20年來計算)。照明裝置的使用壽命通常要短得多，因此便產生了定期更換的需要。
為此以及其他因素，便持續不斷地努力，以使固態發光體能夠代替白熾光、螢光以及其他發光裝置，使用於廣泛且多樣的用途。此外，對於現行已經使用的發光二極體(或其他固態發光體)，仍持續不斷地努力在改善發光二極體(或其他固態發光體)，例如關於其能源效率、顏色彩度(CRI Ra)、對比度、效能(lm/W)以及/或是使用的壽命。
眾所周知有各式各樣的固態發光體。舉例來說，其中一種固態發光體就是發光二極體。
發光二極體是半導體元件，能轉換電流成為光。為著越來越廣泛的目的，各式各樣的發光二極體用於越來越多不同的領域。
更清楚地說，發光二極體為半導體元件，一旦於p－n結合的結構間施以電位差時，便會放光(紫外光、可見光或紅外光)。有許許多多已知的方法來製作發光二極體以及和其相關的結構，而本發明可採用任何一種此類的元件。舉例來說，Sze的半導體元件物理 (1981年第二版)第十二至十四章以及Sze的當代半導體元件物理 (1998年版)第七章提到各種的光子元件，包括發光二極體。
此處所謂的「發光二極體」是指基本的半導體二極體結構(亦即晶片)。大家所認知與像是在電器行買得到的「LED」，通常是以「封裝」裝置的形式出現，其由許多零件所組成。此封裝裝置一般包含以半導體為基礎的發光二極體，像是(但不僅限於)美國專利第4,918,487、5,631,190、5,912,477號中所敘述的、各種線路的連接、以及包裹發光二極體的封裝。
大家都明白，發光二極體藉由激發電子穿越半導體活性(發光)層的傳導帶與價帶間之能帶間隙來產生光。電子躍遷所產生的光的波長視能帶間隙而定。因此，發光二極體所發出的光顏色(波長)由發光二極體活性層的半導體材料來決定。
儘管發光二極體的發展在許多方面徹底改變了照明工業，今日發光二極體仍有部分特徵面臨挑戰，有些甚至沒有完全解決。舉例來說，任一特定的發光二極體之發射光譜通常集中於單一波長(取決於發光二極體的組成與結構)，對某些應用來說很適合，但卻不適用於其他用途(例如供作照明時，此種發射光譜提供很低的CRI Ra)。
由於眼睛所看到的白色光基本上是由兩種或更多種顏色(或波長)的光混合而成，因此尚未開發出能發出白色光的單一發光二極體。市面上所見的「白色」LED燈具有發光二極體的像素/群組，分別由紅、綠、藍色的發光二極體所構成。另一種市面所見的「白色」LED燈含有：(1)發出藍光的發光二極體，以及(2)冷光材料(例如磷光劑)。在發光二極體放光的激發下，此冷光材料會發出黃色光，再藉由混合藍光與黃光，所產生的光看起來就像是白色光。
發光二極體因此可以單獨使用或做任意組合，或是與一或更多種的冷光材料(例如磷光劑或閃爍體)和/或濾光器搭配，以產生任合所需顏色的光(包括白色)。於是對於以發光二極體光源來取代既有光源的各項努力，像是改善能源效率、顏色彩度(CRI Ra)、效能(lm/W)、及/或使用壽命，並不侷限於任何特定光的顏色或是顏色混合。
有許多廣泛而多樣的冷光材料(也被稱為發光物質或發光媒介，例如揭露於美國專利第6,600,175號，其整份內容併於此以為參考)已是眾所周知，並且可以由嫻熟此技術者取得利用。舉例來說，磷光劑是一種冷光材料，一旦被激發輻射源激發時，會發出反應輻射(例如可見光)。在許多例子中，反應輻射的波長與激發輻射的波長並不相同。其他冷光材料的例子包括在照射紫外光時會發出可見光光譜的閃爍體、日光膠帶與墨水。
冷光材料可以歸類成：向下轉換(down－converting)，亦即材料可轉換光子到較低的能階(較長的波長)；或是向上轉換(up－converting)，亦即材料可轉換光子到較高的能階(較短的波長)。
內含冷光材料的LED可藉由添加冷光材料到清澈或實質上透明的包封材料中(例如環氧樹脂基底、聚矽氧基底、玻璃基底或是金屬氧化物基底的材料)；如前所述，可利用像是混合或披覆的製程。
前面已經提過，「白色LED燈」(亦即眼睛看起來是發出白光或近似白光的燈)，一直被研究用以替代白熾燈。白色LED燈的代表性範例包括藍色發光二極體晶片的封裝，是由氮化銦鎵(InGaN)或氮化鎵(GaN)所構成，再塗覆像是YAG的磷光劑。此種LED燈中，藍色發光二極體晶片可發出約450奈米波長的光，而磷光劑吸收此照射後則會產生尖峰波長約550奈米的黃色螢光。例如在某些設計中，製造白色發光二極體燈的方法是在藍光半導體發光二極體的輸出表面上形成陶瓷磷光劑層。自發光二極體晶片所發出的部分藍光通過磷光劑，部分的藍光則被磷光劑吸收，並且激發而放出黃光。通過磷光劑的部分藍光與磷光劑所發出的黃光混合後，觀察所見的藍、黃混合光就像是白色光。
另一種作法是採用藍或紫色發光二極體晶片，結合以產生紅或橘色和綠或黃綠色光線的磷光劑材料。此種燈中，自發光二極體晶片所發出的部分藍光或紫光，會激發磷光劑發出紅或橘色和綠或黃綠色的光線。這些光線和藍光或紫光結合後，可以產生白色光的視覺效果。
前面也已提到，有另一種LED燈，是由會發出紫外光的發光二極體晶片，配合可產生紅(R)、綠(G)與藍(B)色光線的磷光劑材料。此種LED燈中，自發光二極體晶片發出的紫外光線會激發磷光劑，使磷光劑發出紅、綠與藍色光線。一旦混合這些光，肉眼看起來就像白色光。因此，也可以藉由混合這幾種色光來得到白色光。
傳統的LED封裝包括磷光劑，而相當比例(例如許多情形中，可達20%到25%)的激發光(亦即自LED發出的光)會從磷光劑反射回來(背向散射)，回到發光二極體晶片/封裝內。背向散射光，也就是散射回到發光二極體晶片本身中的光，幾乎不可能出去晶片外。因而此種散射光會造成系統的能量損失。
此外，磷光劑所轉換的光是全方位的，所以通常來說，50%的光會導向回到LED光源。
對於使用發光二極體在廣泛的用途上仍有持續的需求，使其有更佳的能源效率、低成本以及增進的效能(lm/W)。
第一方面，本發明乃關於一種固態發光裝置，其包含第一元件與至少一發光活性層結構，其中第一元件位於發光活性層結構上。在本發明的這個方面裡，第一元件具有至少第一區域，而此區域具有折射率梯度。
此處所謂的「折射率梯度」(index of refraction gradient)，與結構(例如一層、多層結合而成的疊層、或是多層的堆疊)有關，表示結構具有第一面與第二面；包含第一面的第一區域具有第一折射率，而包含第二面的第二區域具有第二折射率；第一折射率不同於第二折射率。
依據本發明此方面的某些實施例中，第一元件具有至少第一區域，其具有「梯狀折射率梯度」。此處所謂「梯狀折射率梯度」(stepped index of refraction gradient)與結構有關，表示此結構具有至少第一區域、第二區域、第三區域與第四區域；如果發光活性層結構所發出的光通過此結構時，光線會依序先通過第一區域，再來才是第二區域，再來才是第三區域，再來才是第四區域。第一區域具有第一折射率，第二區域具有第二折射率，第三區域具有第三折射率，而第四區域具有第四折射率。第一折射率大於第二折射率，第二折射率大於第三折射率，而第三折射率大於第四折射率。
在根據本發明此方面的部分實施例中，第一元件具有至少第一區域，此區域具有「實質上連續的折射率梯度」。此處所謂「實質上連續的折射率梯度」(substantially continuous index of refraction gradient)與結構有關，表示此結構具有至少十個區域；如果發光活性層結構所發出的光通過此結構時，光線會依序通過這十個區域，折射率則是逐層降低。在根據本發明此方面的部分實施例中，各表面之間的梯度化折射率為連續單調的變化函數。
根據本發明，發現藉由第一元件，其具有至少第一區域，此區域具有折射率梯度(在某些例子中為梯狀的折射率梯度，而在另一些例子中為實質上連續的折射率梯度)，便能使發光活性層結構達到更好的光萃取效率。
雖然並沒有受限於任何理論，咸信本發明第一方面(以及本發明的其他方面，見下所述)可改善光萃取效率的原因，是因為降低了發生在一或多層介面上反射光的量，否則折射率將在介面處大幅下降。也就是說，當發光活性層結構所發出的光從一個區域穿過另一個區域的時候，本發明尋求能將折射率下降的幅度最小化的方法，即減緩折射率的下降。在本發明的許多方面，一如此處所述，於結構內加入一或多個元件，當作是發光裝置。若缺少這些添加用來使折射率下降的幅度最小化的結構，折射率便會大幅地下降。
此處所使用的字眼「上」(on)，如指出第一結構位於第二結構「上」，是指第一結構和第二結構都包含在整個同樣的結構中，但是未必互相接觸。舉例來說，如之前提過的「第一元件位於發光活性層結構上」，是指第一元件與發光活性層結構都包含在整個同樣的結構中，但卻不必非得要互相接觸。也就是說，在第一元件與發光活性層結構之間，可能有一或多個插入的結構，並且每個相接的結構都與其緊鄰的鄰居(或是鄰居們，如果其兩面上都有鄰居的話)直接接觸。如此處的用法，敘述「第一結構位於第二結構上」可替換成「第二結構位於第一結構上」。亦即，此類敘述中提到的結構的順序單單是在說明這些結構是包含於整個同樣的結構中，並沒有其他的意思。
插入結構的一個代表性範例是一項位於第一與第二元件之間(亦即第一元件位於第二元件上)的結構，其包括之材料的折射率類似於第一元件至少其中一面的折射率，或是類似於第二元件至少其中一面的折射率。舉例來說，此種插入的結構可為一層黏膠(具有超過1微米的厚度)，其折射率類似於黏膠層所直接接觸的第一元件表面的折射率。此處所謂「類似的折射率」，例如敘述到「第一結構的折射率(n1)「相似於」第二結構的折射率(n2)」，是表示由R＝((n1－n2)/(n1＋n2))2 所定義的總反射，其值小於0.01。
此處所謂的「直接接觸」(或「直接接觸在」)，例如指出第一結構與第二結構為「直接接觸」，表示第一結構位於第二結構上(因此第二結構也位於第一結構上)，並且在第一結構與第二結構之間「實質上沒有東西」。而所謂「實質上沒有東西」表示第一結構與第二結構之間真的什麼東西都沒有，或是指第一結構與第二結構之間的任何材料(例如黏膠)，其厚度等於或小於1微米，最好是小於任何可見光波長的四分之一。
在某些根據本發明此方面的實施例中，此裝置尚包括第二元件，其位於發光活性層結構相對於第一元件的另外一面上。亦即發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，第一元件位於活性層第一面上，而活性層第二面則位於第二元件上。
在某些根據本發明此方面的實施例中，此裝置尚包含至少一發光物質，且至少部分的發光物質位於第一元件相對於發光活性層結構的反面上。因此若發光活性層結構所發出的光通過第一元件以及發光物質時，此光線會在通過發光物質前先通過第一元件。
在某些根據本發明此方面的實施例中，此裝置尚包括至少一包封區域，且至少部分的包封區域位於第一元件相對於發光活性層結構的反面上。因此若發光活性層結構所發出的光通過第一元件與包封區域時，此光線在通過包封區域前會先通過第一元件。在此類實施例中，此裝置尚包括至少一發光物質，且至少部分的發光物質位於第一元件與包封區域之間。因此若發光活性層結構所發出的光通過第一元件、發光物質與包封區域時，此光線在通過發光物質前會先通過第一元件，且在通過包封區域前會先通過發光物質。
在某些根據本發明此方面的實施例中，此裝置尚包括第二元件，其中第二元件位於發光活性層結構上，而第一元件位在第二元件上。
第二方面，本發明乃關於固態發光裝置，其包括至少一發光活性層結構、第一元件、第二元件以及至少一發光物質。在本發明的此一方面，發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面。發光活性層結構的第一區域包含活性層結構第一面，具有活性層第一區域折射率。第一元件位於活性層結構第一面上，而第二元件位於活性層結構第二面上。至少部分的第一元件具有第一元件折射率，其低於活性層第一區域的折射率。至少部分的發光物質位於第一元件相對於發光活性層結構的反面上。因此若發光活性層結構所發出的光通過第一元件以及發光物質時，此光線會在通過發光物質前先通過第一元件。
與前述一致的是，在前面當使用「上」(on)一詞，表示第一元件、活性層結構與第二元件皆包含於整個同樣的結構中。第一元件並不一定要直接接觸到活性層結構第一面，而第二元件並不一定要直接接觸活性層結構第二面。
第三方面，本發明乃關於固態發光裝置，其包括至少一發光活性層結構、第一元件、第二元件以及至少一包封區域。在本發明此一方面，發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面。發光活性層結構的第一區域包括活性層結構第一面，具有活性層第一區域折射率。第一元件位於活性層結構第一面上，而第二元件位於活性層結構第二面上。至少部分的第一元件具有第一元件折射率，其低於活性層第一區域的折射率。至少部分的包封區域位於第一元件相對於發光活性層結構的反面，因此若發光活性層結構所發出的光通過第一元件以及包封區域時，此光線會在通過包封區域前先通過第一元件。
第四方面，本發明乃關於固態發光裝置，其包括至少一發光活性層結構、第一元件與第二元件。在本發明此一方面，發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面。發光活性層結構的第一區域包括活性層結構第一面，具有活性層第一區域折射率。第一元件具有第一元件第一面與第一元件第二面。第一元件第二面位於活性層結構第一面上，而第二元件則位於活性層結構第二面上。整個第一元件的第一面是沒有遮蔽的。至少部分的第一元件具有第一元件折射率，其低於活性層第一區域的折射率。
第五方面，本發明乃關於固態發光裝置，其包括至少一發光活性層結構、至少一反射元件、第一元件與第二元件。在本發明此一方面，發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面。發光活性層結構的第一區域包括活性層結構第一面，並具有活性層第一折射率。反射元件具有反射元件第一面與反射元件第二面。反射元件第一面位在活性層結構第二面上。第一元件位於活性層結構第一面上，而第二元件位於反射元件第二面上。至少部分的第一元件具有第一元件折射率，其低於活性層的第一折射率。
第六方面，本發明乃關於固態發光裝置，其包括至少一發光活性層結構、至少一反射元件、第一元件與第二元件。在本發明此一方面，發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面。第二元件具有第二元件第一面與第二元件第二面。發光活性層結構的第一區域包括活性層結構第一面，具有活性層第一折射率。第一元件位於活性層結構第一面上，而第二元件的第一面位於活性層結構的第二面上。至少部分的第一元件具有第一元件折射率，其低於活性層的第一折射率。反射元件則位於第二元件的第二面上。
第七方面，本發明乃關於固態發光裝置，其包括至少一發光活性層結構、第一元件與第二元件。在本發明此一方面，發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面。至少部分的第一元件具有第一元件折射率。第二元件具有第二元件的第一面與第二元件的第二面。第二元件的第二面位於活性層結構第一面上。第二元件的第一區域包含第二元件第一面，而具有第二元件第一折射率，其高於第一元件的折射率。第一元件位於第二元件的第一面上。
第八方面，本發明乃關於製作固態發光裝置的方法，其包括：將第一元件附著在至少一發光活性層結構上，此第一元件的至少第一區域具有折射率梯度。
在某些根據本發明此方面的實施例中，其方法尚包括：在附著第一元件於發光活性層結構之前，先放置發光活性層結構於第二元件上，如此一來，發光活性層結構便具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，第一元件位於活性層的第一面上，而活性層的第二面則位在第二元件上。
第九方面，本發明乃關於製作固態發光裝置的方法，其包含：(1)放置發光活性層結構在第二元件上，使得發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，(2)附著第一元件於活性層結構第一面，以及(3)放置至少一發光物質，使得至少部分的發光物質位於第一元件相對於發光活性層結構的反面。如此當發光活性層結構所發出的光通過第一元件與發光物質的時候，此光線在通過發光物質之前會先通過第一元件。在本發明此一方面，至少部分的第一元件具有第一元件折射率，其低於活性層第一區域的折射率。第一區域包括活性層結構第一面，而活性層結構第二面則位於第二元件上。
第十方面，本發明乃關於製作固態發光裝置的方法，其包括：(1)放置發光活性層結構在第二元件上，使得發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，(2)附著第一元件於活性層結構第一面，以及(3)放置至少一包封區域，使得至少部分的包封區域位於第一元件相對於發光活性層結構的反面。在本發明此一方面，至少部分的第一元件具有第一元件折射率，其低於活性層第一區域的折射率。第一區域包括活性層結構第一面，而活性層結構第二面則位於第二元件上。
根據本發明第十方面的某些實施例中，其方法尚包括：於放置發光活性層結構在第二元件上之前，先放置第二元件在至少一反射元件上。如此一來，反射元件與發光活性層結構將分別位於第二元件的正反兩面。
根據本發明第十方面的某些實施例中，其方法尚包括：在放置發光活性層結構於第二元件上之後，才放置至少一反射元件於第二元件上。如此一來，反射元件與發光活性層結構將分別位於第二元件的正反兩面。
第十一方面，本發明乃關於製作固態發光裝置的方法，其包括：(1)放置反射元件在第二元件上，使得反射元件具有反射元件第一面與反射元件第二面，其中反射元件第二面位於第二元件上，(2)放置發光活性層結構在反射元件第一面上，以使發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，其中活性層結構第二面位於反射元件第一面上，以及(3)附著第一元件於活性層結構第一面。在本發明此一方面，至少部分的第一元件具有第一元件折射率，其低於活性層第一區域的折射率，其中第一區域包含活性層結構第一面。
第十二方面，本發明乃關於製作固態發光裝置的方法，其包括：(1)放置發光活性層結構在第二元件上，使得發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，其中活性層結構第二面在第二元件上，(2)附著第三元件於活性層結構第一面，如此一來，第三元件便具有第三元件第一面與第三元件第二面，其中第三元件的第二面位在活性層結構第一面上，(3)移除第二元件，以及(4)附著第一元件於活性層結構第二面上。在本發明此一方面，至少部分的第一元件具有第一元件折射率，其低於活性層結構第一區域的折射率，其中第一區域包括活性層結構第二面。
根據本發明第十二方面的某些實施例中，其方法尚包括：於附著第三元件到活性層結構第一面上之前，先放置反射材料在活性層結構第一面上。如此一來，反射材料將位在活性層結構第一面與第三元件之間。
第十三方面，本發明乃關於製作固態發光裝置的方法，其包括：放置發光活性層結構在第二元件的第一面上，第二元件包含第一面與第二面，使得發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面；發光活性層結構的第一區域包含活性層結構第一面，具有活性層第一區域折射率，而活性層結構第一面位於第二元件上；以及附著第一元件至第二元件的第二面上，至少部分的第一元件具有第一元件折射率，而第一元件的折射率小於活性層第一區域的折射率。
參考所附圖式和底下本發明的詳細敘述，則可以更完整地理解本發明。
前面已指出，根據本發明的元件包括第一元件與至少一發光活性層結構。在本發明各式各樣與特定的實施例中，可進一步加入其他所需的結構，像是第二元件、一或多種發光物質、一或多個包封區域、一或多個反射元件、以及/或是第三元件。
通常任意合適的材料皆可用來製作第一元件，嫻熟此技術者應很熟悉各式各樣的可用材料。第一元件所使用的材料最好實質上是透明的，亦即若發光活性層結構所發出的光導向到第一元件時，發光活性層結構的發光光譜中至少95%的光能夠通過第一元件。舉例來說，許多不同的透明材料可作為第一元件的功能所需，像是具高折射率的玻璃、青玉、各式晶體、膠料、樹脂、環氧樹脂、聚矽氧、塑膠、凝膠、液體、氣體凝膠(air－gels)…等。適用材料的代表性的例子是Ohara公司的LAR80玻璃材料，或是折射率接近2的氧化鋅。
第一元件通常可為任何適用的結構。嫻熟此技術者可輕易熟悉此種結構的各式變化，並且可輕易獲得與/或建構此種結構。任何此種結構都適用於根據本發明的用途。
前面已經指出，在本發明實施例的某些方面中，第一元件具有折射率梯度(定義如前)。而在本發明的某些實施例，第一元件具有梯狀折射率梯度(定義如前)。另在本發明的某些實施例，第一元件具有實質上連續的折射率梯度(定義如前)。
嫻熟此技術者可輕易以適合的材料取得或製作適用於第一元件的結構，使其具有折射率梯度、梯狀折射率梯度與/或實質上連續的折射率梯度，供作根據本發明的第一元件使用。舉例來說，嫻熟此技術者熟悉加入二或多項玻璃配方的作法，以產生梯度的折射率。額外地或另一種方式則是：如果需要的話，可利用離子植入技術來達到折射率梯度。額外地或另一種方式則是：如果需要的話，可於材料中混合或嵌入奈米材料，包括微粒、棒狀物或小片，例如二氧化鈦的奈米微粒，用來增加或減少折射率或是產生折射率的梯度。
在本發明某些實施例中，第一元件的折射率低於活性層結構第一區域(定義如前)的折射率，或是低於第二元件第一區域的折射率。嫻熟此技術者熟悉各式各樣合適的材料，可用來製作第一元件、活性層結構與第二元件，如下面所述，而可輕易選擇個別合適的結構，以使第一元件的折射率低於活性層結構第一區域(定義如前)的折射率，並且/或是低於第二元件第一區域的折射率。
在本發明某些實施例中，一或多種冷光材料(例如YAG：Ce)，可以(均勻地或不均勻地)散佈於第一元件內(某些例子中，實施此步驟便無需發光物質)。
在本發明某些實施例中，與第一元件位於活性層結構上的表面相對的第一元件表面，乃含有光學的特徵。嫻熟此技術者熟悉具有圓頂光學表面的LED封裝，可用來降低內部全反射(total internal reflection，TIR)效應。藉由具適當曲率半徑的曲面，「內部全反射的臨界角」的問題便可減少或解決。本發明也考慮到出射面(暴露於空氣中或是折射率較低的下一個媒介的那一面)的形狀問題。代表性的例子包括具有特殊半徑的半球體巨觀陣列，其半徑是由折射率的端點(起始表面與終端表面)來決定。或者，此形狀可由真正微米或奈米維度下複製「蛾眼」的陣列所組成，此種結構以及製造的方法對嫻熟此技術者來說是很熟悉且很容易實行的。
由於第一元件附著在發光活性層結構(例如基於青玉或碳化矽、III－V、IV或II－VI…等活性層)以促進光萃取的這項事實，要確定出射表面的形狀可能需採用和活性層結構並非直接相容的方式，此乃因為第一元件是在製程較後面的階段才附著在晶圓上，也就是說，製程的限制範圍更為寬鬆而開放。
嫻熟此技術者非常熟悉決定光學特徵之適當曲率半徑的方法，此乃取決於位於介面的兩面所採用的個別材料的個別折射率，此介面位於以下二者之間：(1)第一元件，與(2)其所接觸的結構(像是空氣)或是其所接觸的流體(像是空氣)。
此類光學特徵有助於減少在第一元件直接接觸包封區域的表面與此包封區域之間的折射率急速下跌，或是在第一元件暴露於空氣中的表面與空氣之間的折射率急速下跌。
發光活性層結構通常可為任意合適的發光活性層結構，許許多多都很容易取得，熟悉此技術者也都知道。任何此種發光活性層結構都適用在根據本發明的用途上。
此類發光活性層結構包含無機與有機發光體。此發光體的種類包括像是各式各樣的發光二極體(無機的或有機的，包括聚合性發光二極體(PLED))、雷射二極體、薄膜電致發光裝置、發光聚合物(LEP)；其可發出可見光、紫外光與/或紅外光；各式各樣的此類元件在此技術領域中皆為熟知，因此無需詳述各類元件以及/或是製作元件的材料)。
第二元件(如果有使用的話)通常可為任意適合的結構。舉例來說，第二元件可為任何一種常被稱為是基底的結構。嫻熟此技術者可輕易熟悉此類各式各樣的結構，也可以輕易地取得和/或建構此類結構。任何此類結構都適用在根據本發明的用途上。可用來製作第二元件的代表性材料像是磷化鎵、碳化矽與矽(這些全都是半導體，但也可以是導體)以及青玉(這是非導體)。
前面已經指出，在根據本發明的某些實施例中，提出一或多種反射元件。此類反射元件，如果有使用的話，可由任一種適合的各式各樣反射元件來製作。舉例來說，適合製作反射元件的代表性材料包括鋁與銀。也有一些介電性的反射元件－如果使用到此類反射元件並直接放置在具有一或多個接點的結構上，如果需要的話，則接點在放置介電性的反射元件時可以先遮蓋起來，或者於製程後期再移除遮蓋接點的任何介電材料。
第三元件(如果有使用的話)通常可為任意適合的結構。舉例來說，第三元件可以是任何通常被稱作是基底的結構。嫻熟此技術者可輕易熟悉此類各式各樣的結構，也可以輕易地取得和/或建構此類結構。任何此類結構都適用在根據本發明的用途上。可用來製作第三元件的代表性材料為鍺、碳化矽與矽。
根據本發明的裝置最好包括接點，其可讓電力輕易地輸送到發光活性層結構以促使一或多個發光活性層結構放光。嫻熟此技術者熟悉形成接點的材料，以及提供此類接點的方法，和根據本發明可採用的各類材料與方法。當與發光活性層結構的其中一面有所接觸的某層是導電的(或者是說，當連續數層中的每一層都是導電的，而只有連續數層中的其中一層和發光活性層結構接觸)，則在導電層上(或是在連續數層中的導電層其中之一上)可以提供接點。當一或多層都是不導電的(或被視為導電性不足的)，需要的話便可於不導電層(或是導電性不足的層)之間提供一或多個接點，而嫻熟此技術者可輕易地熟悉提供此類接點的方法。此類接點可提供在任何所需的位置和任意想要的方向；例如兩個接點或其中之一可以提供於(且/或延伸到)包含發光活性層結構之疊層的頂層或底層，兩個接點或其中之一可以提供於(且/或延伸到)發光活性層結構的側邊(亦即與發光活性層結構的主要表面平行的方向)，或是其他合適的位置、方向或形狀，只要電流可進出發光活性層結構即可。
任何適當的結構皆可用來將電流連接到接點，並且/或是支持本發明的發光裝置。舉例來說，嫻熟此技術者知道多樣不同的引線框架結構，此類結構中的任一種都可採用傳統的配置、使用傳統的技術來製作。此種引線框架最好是用金屬來製作，並可經過壓印與選擇性地後電鍍。
本發明的某些實施例包括第一元件、發光活性層結構、第二元件與至少兩種發光物質，其中個別結構的依序排列為：第一發光物質、第二層、發光活性層結構、第一層與第二發光物質(在這幾層之間可包含或不包含額外的層)。此類實施例可用作全方位的發光體，亦即其不但可以發光，還可將光送往兩個相反的方向。此類實施例中，第二元件最好是具有梯度的折射率，或是其值小於活性層結構的折射率並且大於第一發光物質的折射率(青玉是建構第二元件的有效材料)。
前面已指出，根據本發明的元件可包括一或多種發光物質以及/或是一或多個包封區域。因此，本發明包括(但不限於)：(1)裝置，其發光活性層結構所發出的光至少部分會穿透發光活性層結構與第一元件之間的介面，之後通過第一元件，之後通過第一元件與發光物質之間的介面，之後通過發光物質，之後通過發光物質與包封區域之間的介面，之後通過包封區域，之後通過包封區域與周圍介質(例如空氣)之間的介面。
(2)裝置，其發光活性層結構所發出的光至少部分會穿透發光活性層結構與第一元件之間的介面，之後通過第一元件，之後通過第一元件與包封區域之間的介面，之後通過包封區域，之後通過包封區域與周圍介質(例如空氣)之間的介面；(3)裝置，其發光活性層結構所發出的光至少部分會穿透發光活性層結構與第一元件之間的介面，之後通過第一元件，之後通過第一元件與發光物質之間的介面，之後通過發光物質，之後通過發光物質與周圍介質(例如空氣)之間的介面；以及(4)裝置，其發光活性層結構所發出的光至少部分會穿透發光活性層結構與第一元件之間的介面，之後通過第一元件，之後通過第一元件與周圍介質(例如空氣)之間的介面。
GaN或InGaN發光活性層結構的代表性、典型的折射率值是從約2.2到約2.3，至於AlInGaP、AlGaAs、GaP與GaAs則是從約3.2到約3.6。
傳統發光物質的代表性、典型的折射率值約為1.8。
傳統包封區域的代表性、典型的折射率值是從約1.4到約1.55(例如環氧樹脂包封劑)。
空氣的折射率約為1.0。
青玉，一種有時用作發光裝置基底的材料，其折射率約為1.8。
SiC，一種有時用作發光裝置基底的材料，其折射率約為2.6。
根據本發明，提出第一元件：(1)具有折射率梯度(可為梯狀折射率梯度，且/或實質上連續的折射率梯度)，並且/或是(2)其至少一部分具有第一元件折射率，此折射率低於活性層第一區域的折射率。藉由提供此處所述的第一元件於適當的位置，當與第一元件並不位在此類結構之間所造成的內反射相較之下，因為第一元件兩面上結構之間的折射率不同所導致的內反射光的光量便可以減低(例如當光從活性層結構進入第一元件，並從第一元件進入發光物質的時候，折射率的下降較為緩和，而不是像當發光活性層結構所發出的光從活性層結構直接通過發光物質時，造成折射率突然自2.2變成1.8)。舉例來說，在本發明某些實施例中，第一元件位於活性層結構與發光物質中間，一面直接接觸活性層結構，另一面直接接觸發光物質；第一元件具有實質上連續的折射率梯度，其範圍從位於活性層結構某區域(包括直接接觸第一元件其中一面的表面(其位於第一元件中包括直接接觸活性層結構的第一元件表面的區域))之折射率到發光物質某區域(包括直接接觸第一元件另外一面的表面(其位於第一元件中包括直接接觸發光物質的第一元件表面的區域))的折射率。例如折射率梯度的範圍可從接近相等或大於2.2，到接近相等或小於1.8。某些實施例中，第一元件的折射率實質上是夾著第一元件的(並且/或是第一元件的兩面所接觸的)兩種材料之個別折射率的幾何平均數；並且/或是第一元件的折射率位於夾著第一元件的(並且/或是第一元件的兩面所接觸的)兩種材料之個別折射率之間，例如ZnO的折射率接近2.0。
在本發明其他實施例中，第一元件位於活性層結構與封裝區域之間，一面直接接觸活性層結構，另一面直接接觸包封區域；並且第一元件具有實質上連續的折射率梯度，其範圍從位於活性層結構某區域(包括直接接觸第一元件其中一面的表面(其位於第一元件中包括直接接觸活性層結構的第一元件表面的區域))之折射率，到包封裝區域某部分(包括直接接觸第一元件另外一面的表面(其位於第一元件中包括直接接觸包封區域的第一元件表面的區域)的折射率；例如折射率梯度的範圍由2.2至1.4。
在本發明其他實施例中，第一元件的第一面直接接觸活性層結構，而第一元件的第二面則是暴露在空氣中。某些此類的實施例中，第一元件包括由第一面向第二面減少的折射率梯度，藉此以使介於第一元件暴露於空氣的表面與空氣之間折射率下降的程度，小於若讓活性層結構暴露於空氣時的折射率下降程度。
前面已經指出，根據本發明的某些實施例中，照明裝置尚包括至少一種發光物質(亦即含有至少一種冷光材料的冷光區域或冷光元件)。
若提供一或多種發光物質，每一種個別可為任意的發光物質。嫻熟此技術者知道各式各樣的發光物質，舉例來說，發光物質中一或多種冷光材料可選自磷光劑、閃爍體、日光膠帶、墨水等，這些在照射紫外光時可發出位於可見光光譜的光芒。一或多種冷光材料可以是向下轉換或向上轉換，或者可以包含兩種形式的組合。舉例來說，第一發光物質可含有一或多種向下轉換的冷光材料。
某一或是每一或多種發光物質可依照需求進一步包括(或是基本上由以下所組成，或就是只由以下所組成)：一或多種高透射性(例如透明的或實質上透明的，或是帶一點漫射性)的黏合劑，像是由環氧樹脂、聚矽氧、玻璃、金屬氧化物或任何其他合適的材料所製成(例如，在任何含有一或多種黏合劑的發光物質中，一或多種的磷光劑可散佈在一或多種黏合劑之中)。舉例來說，發光物質越厚的話，通常而言，磷光劑的重量百分比就會越低。磷光劑的重量百分比之代表性的值包括從約3.3重量百分比直到約20重量百分比。雖然前面已經指出，根據發光物質總厚度的不同，磷光劑的重量百分比通常可為任意值，例如從0.1重量百分比到100重量百分比(像是使純磷光劑接受熱均壓程序或電泳沉積過程所形成的發光物質)。
具有發光物質的裝置可視需要進一步包括一或多種澄清的包封劑(包括像是一或多種聚矽氧材料)，其位於發光活性層結構(例如發光二極體)與發光物質之間。
某一或是每一或多種發光物質可各自進一步含有任意一種熟知之多種添加物，像是漫射劑、散射劑、著色劑、修正折射率的奈米微粒…等。
某一或是每一或多種發光物質可各自進一步位於任何想要的位置，並且可用任何想要的方式來固定。嫻熟此技術者可輕易地想到許多種不同的方法，並用其中任何一種方式來放置此類發光物質。
前面已經指出，根據本發明的某些實施例包括一或多個包封區域。嫻熟此技術者熟悉並且很容易取得各式各樣的材料，其適合用來製作發光裝置(例如LED)的包封區域，並可依需求採用任意的此類材料。舉例來說，兩種著名、具代表性可作為包封區域的材料種類包括環氧樹脂與聚矽氧。此外，任何合適的液體、氣體、凝膠或固體(或是類似氣體凝膠的組合)，只要實質上是透明的都可以使用。
嫻熟此技術者也熟悉包封區域之各式各樣適用的形狀。根據本發明，裝置中的一或多個包封區域(如果有使用的話)可為任意的此類形狀。嫻熟此技術者也熟悉各種製作封裝裝置的方法，以併入和本發明敘述中有關的各種元件。因此，對於用來製作包封區域的材料、包封區域的形狀以及製作此處描述裝置的方法之更深入的敘述，就不在此多言。
某一或是每一或多種包封區域可各自位於任何想要的位置，並且可用任何想要的方式來固定。嫻熟此技術者可輕易地想到許多種不同的方法，並能採用任何一種方式來放置此類一或多個包封區域。如果需要的話，可用任一種嫻熟此技術者所熟悉的各種方式，將包封區域形成於裝置的其他構件(例如活性層結構、第一元件、第二元件以及一或多種發光物質，如果有的話)的周圍。包封劑也可以位在包裝裡面，像是在玻璃或塑膠泡裡。
本發明文中所提出的結構，可藉由裝置內的結構，像是光轉換層(例如發光物質)，來達到將LED光的背向散射現象最小化、減少甚至消除的目的。
前面已經指出，根據本發明的方法視需要可以包含下列一或多項：將第一元件附著在至少一發光活性層結構；放置發光活性層結構於第二元件上；放置發光活性層結構於反射元件上；放置第二元件於至少一反射元件上；移除第二元件；放置至少一發光物質；形成(或放置)至少一包封區域；放置至少一反射元件在第二元件上；放置反射材料在活性層結構上；以及附著第三元件至活性層結構第一面。
通常，會先實施必須於較高溫度下進行的操作，之後才實施較低溫度下的操作。
在許多例子中，會想建構晶圓，其具有如前所述分別所要的結構，例如包括活性層結構、第一元件、第二元件(如果有的話)、第三元件(如果有的話)以及一或多個反射元件(如果有的話)。之後將晶圓切成個別的晶粒元件(此乃在一或多種發光物質(如果有的話)以及/或是一或多個包封區域(如果有的話)可與個別的晶粒元件結合之後)。嫻熟此技術者熟悉各種不同切割的方法，並能輕易地應用本發明於晶圓的建構以及後續的切割。通常較理想的作法是在實施切割操作之前，盡可能包含許多的結構於最後的切片中。
前面已經指出，根據本發明的某些實施例，第一元件附著於至少一發光活性層結構。此處所謂的「附著」(attach)，例如第一結構附著於(或正在被附著於)第二結構，表示包含第一結構或由第一結構所構成的某物附著在包含第二結構或由第二結構所構成的某物(或是說，包含第一結構或由第一結構所構成的某物正在被附著於包含第二結構或由第二結構所構成的某物)。也就是說，如果元件一附著於元件二，可能存在額外的結構(例如一或多層的黏膠層)介於元件一與元件二之間(同樣地，如果元件一正在被附著於元件二，可能存在額外的結構，例如一或多層的黏膠層，其在元件一附著於元件二之後會介於元件一與元件二之間)。此處所謂的「附著」，例如第一結構正被附著於第二結構，包含黏接第一結構到第二結構(例如在第二層塗上黏膠後，再將第一層接觸黏膠)或是黏接第二結構到第一結構(或者是說，若第一結構附著在第二結構，則第一結構就被接合在第二結構，例如是在第二層與第一層之間施以黏膠)。如此處的用法，當敘述「第一結構正被附著在第二結構上」，可以替換成「第二結構正被附著在第一結構上」(亦即，此類敘述中提到的結構的順序，單單是在說明這些結構於程序結束的時候，最後附著的情形，並沒有其他的意思)。更進一步，此處所謂的「附著」與「被附著」包括放置一結構於另一個結構上(「放置」一詞以下會詳細討論)。例如某敘述「第一結構正被附著於第二結構上」，含有放置第一結構在第二結構上，或是放置第二結構在第一結構上的意思。此外，此處所謂的「放置」與「置放」包括放置一結構於另一個結構上(「放置」一詞以下會詳細討論)。例如某敘述「置放此結構」包括「放置」此結構。此敘述「第一結構直接附著於第二結構」(也在「附著第一結構於第二結構」的意義之內)表示當完成附著的步驟以後，第一結構與第二結構彼此便互相附著，並且互相直接接觸。
第一元件可以任意適合的方法附著在至少一發光活性層結構。嫻熟此技術者熟悉其各種形式，並且可以輕易實行。舉例來說，欲附著第一元件可使用凡得瓦爾鍵結、共價鍵結、靜電鍵結(例如利用熱、壓力以及/或是電荷)、使用黏膠等等。此外，可用任意適合的方法，置放第一元件於至少一發光活性層結構之上。嫻熟此技術者熟悉其各種形式，並且可以輕易實行。舉例來說，可以使用脈衝雷射沉積(pulsed laser deposition，PLD)來置放第一元件。
如前所述，可以放置各式各樣的結構。此處所謂的「放置」(deposit)，例如第一結構正被放置在第二結構上，表示包含第一結構或由第一結構所構成的某物被直接放置在包含第二結構或由第二結構所構成的某物上。也就是說，如果元件一正被放置在元件二上，可能存在額外的結構，於元件一真正被放置在元件二上以後，會介在元件一與元件二之間。此敘述「第一結構直接放置在第二結構上」(也在「放置第一結構在第二結構上」的意義之內)表示當完成放置的步驟以後，第一結構與第二結構彼此互相直接接觸。
嫻熟此技術者非常熟悉各式各樣之放置某材料於另一材料上的程序，尤其是對於建構固態發光裝置這一方面。嫻熟此技術者能夠輕易地實施此類放置的步驟。
第二元件可採用任意適合的方法來移除。嫻熟此技術者熟悉各式各樣的方法，舉例來說，可採用各式各樣的蝕刻步驟。
本發明的裝置可用任意所要的方式來排列、安裝以及供電，並可以裝在任何所要的殼罩或固定裝置上。嫻熟此技術者熟悉各式各樣的排列方法、安裝型式、電源供應設備、殼罩與固定裝置。任何此類的排列方法、安裝型式、電源供應設備、殼罩以及固定裝置都可以應用在本發明中。本發明的照明裝置可電連接(或是選擇性地連接)到任何所要的電源上。嫻熟此技術者熟悉各種的電源。
有關照明裝置的排列、安裝照明裝置的形式、供電給照明裝置的設備、照明裝置的殼罩、固定照明裝置的裝置、以及照明裝置的電源供應器，以上各項適用於本發明照明裝置的代表性例子，描述於：(1)美國專利申請案第60/752,753號，2005年12月21日申請，標題「Lighting Device」(發明人：Gerald H.Negley、Antony Paul Van de Ven、Neal Hunter)，其整個內容併於此以為參考；(2)美國專利申請案第60/798,446號，2006年5月5日申請，標題「Lighting Device」(發明人：Antony Paul Van de Ven)(代理人檔案編號931_008)，其整個內容併於此以為參考，以及(3)美國專利申請案第60/802,697號，2006年5月23日申請，標題「Lighting Device and Method of Making」(發明人：Gerald H.Negley)(代理人檔案編號931_011)，其整個內容併於此以為參考。
根據本發明的某些實施例中，一或多個發光二極體可以與一或多種發光物質包含於封裝裡。封裝內的一或多種發光物質可與封裝內的一或多個發光二極體間隔開來，以增進光萃取效率。以上描述在美國專利申請案第60/753,138號，2005年12月22日申請，標題「Lighting Device」(發明人：Gerald H.Negley)，其整個內容併於此以為參考。
根據本發明的某些實施例中，可使用到兩種或更多種發光物質，此兩種或更多種發光物質彼此之間互相間隔，這描述在美國專利申請案第60/761,310號，2006年1月23日申請，標題「Shifting Spectral Content in LEDs by Spatially Separating Lumiphor Films」(發明人：Gerald H.Negley、Antony Paul Van de Ven)，其整個內容併於此以為參考。
圖1為根據本發明第一實施例的截面示意圖。參考圖1，顯示發光體10包含第一元件11、發光活性層結構12、第二元件13、接點14以及金屬化接點15。第一元件11、發光活性層結構12以及第二元件13通常每個都是直線的形狀。也就是說，他們每一個的俯視圖通常都具有矩形的邊緣。
本實施例中，第一元件11直接接觸於發光活性層結構12。
本實施例中，發光活性層結構12具有活性層結構第一面16與活性層結構第二面17。第一元件11位於(並且直接接觸)活性層結構第一面16上，而活性層第二面17位於(並且直接接觸)第二元件13上。導電的接點14與15也包括在其內。
圖2為根據本發明第二實施例的截面示意圖。參考圖2，顯示出發光體20包含第一元件21、發光活性層結構22、反射元件28、第二元件23、導電的接點24與導電的接點25。
本實施例中，第一元件21直接接觸於發光活性層結構22。
本實施例中，發光活性層結構22具有活性層結構第一面26與活性層結構第二面27。為說明上述的專有名詞，第一元件21位於(並且直接接觸)活性層結構的第一面26上(反之亦然)，活性層結構的第二面27位於(但是並沒有直接接觸)第二元件23上(反之亦然)。而發光活性層結構22位於(並且直接接觸在)反射層28上(反之亦然，亦即反射層28位於並且直接接觸在發光活性層結構22上)。
圖3是根據本發明第三實施例的截面示意圖。參考圖3，顯示出發光體30包含第一元件31、發光活性層結構32、第二元件33、第一反射層38、第二反射層39、導電接點34以及導電接點35。第二反射層39包覆第二元件33的整個周圍。第二反射層39斜面的角度，相對於垂直線(如圖3所示的指向)最好是不大於45度。本實施例中，製作斜面反射鏡的方法之一是對晶圓實施部分切割，以形成斜面的溝槽，之後將此溝槽金屬化，再完成切割的程序(亦即將晶圓切割成多個切片)。
圖4是根據本發明第四實施例的截面示意圖。參考圖4，顯示出發光體包括第一元件41、發光活性層結構42、第二元件43、導電接點44以及導電接點45。本實施例可視需要選擇進一步包含反射元件，其位於活性層結構42相對於第二元件43的反面上，以及/或是一或多個類似圖3中具有斜面的反射元件。
圖5是根據本發明第五實施例的截面示意圖。圖5描繪出封裝的LED 50，其包括發光二極體晶片51(例如根據上述第一、第二、第三與第四實施例的其中之一，在圖中方向的活性層結構上具有第一元件)、發光物質52、包封區域53、引線框架54以及導線55。
圖6是根據本發明第六實施例的截面示意圖。圖6描繪出封裝的LED 60，其包括發光二極體晶片61(例如根據上述第一、第二、第三與第四實施例的其中之一，在圖中方向的活性層結構上具有第一元件)、發光物質62、引線框架64以及導線65。
圖7是根據本發明第七實施例的截面示意圖。圖7描繪出封裝的LED 70，其包括發光二極體晶片71(例如根據上述第一、第二、第三與第四實施例的其中之一，在圖中方向的活性層結構上具有第一元件)、包封區域73、引線框架74以及導線75。
圖8是根據本發明第八實施例的截面示意圖。圖8描繪出封裝的LED 80，其包括發光二極體晶片81(例如根據上述第一、第二、第三與第四實施例的其中之一，在圖中方向的活性層結構上具有第一元件)、引線框架84以及導線85。本實施例中，第一元件非面向活性層結構的那一邊是暴露的，亦即它是直接接觸到含有空氣的空間。
圖9是根據本發明第九實施例的截面示意圖。圖9描繪出封裝的LED 90，其包括發光二極體晶片91(例如根據上述第一、第二、第三與第四實施例的其中之一，在圖中方向的活性層結構上具有第一元件)、發光物質92，包封區域93、引線框架94以及導線95。圖9所示的實施例類似於圖5所示的實施例，不同點在於圖9的實施例中，發光物質92與發光二極體晶片91的第一元件是隔開的。發光物質92與發光二極體晶片91之間的空間96包含著空氣。
嫻熟此技術者熟悉並且能夠實施各種不同用來製作封裝LED的方法。任何方法皆可用來製作依據本發明的封裝LED。舉例來說，生產LED的代表性方法揭露在美國專利申請案第60/802,697號，2006年5月23日申請，標題為「Lighting Device and Method of Making」(發明人：Gerald H.Negley)(代理人檔案編號931_011)，其整個內容併於此以為參考。
圖10是第一元件表面的示意圖，其包括光學特徵(未依比例繪製)。圖10簡明地顯示第一元件表面整體的曲率，以及蛾眼結構的微米級或奈米級波浪起伏。
此處所描述裝置的任何兩種或更多種結構上的部份可以整合在一起。此處所描述照明裝置的任何結構上的部份可提供成兩個或更多個部分(如果需要的話，可以結合在一起)。類似地，任何兩種或更多種功能可以同時進行，並且/或是任何功能可由一系列的步驟來進行。
10．．．發光體
11．．．第一元件
12．．．發光活性層結構
13．．．第二元件
14．．．接點
15．．．金屬化接點
16．．．活性層結構第一面
17．．．活性層結構第二面
20．．．發光體
21．．．第一元件
22．．．發光活性層結構
23．．．第二元件
24．．．導電接點
25．．．導電接點
26．．．活性層結構第一面
27．．．活性層結構第二面
28．．．反射元件
30．．．發光體
31．．．第一元件
32．．．發光活性層結構
33．．．第二元件
34．．．導電接點
35．．．導電接點
38．．．第一反射層
39．．．第二反射層
41．．．第一元件
42．．．發光活性層結構
43．．．第二元件
44．．．導電接點
45．．．導電接點
50．．．封裝的LED
51．．．發光二極體晶片
52．．．發光物質
53．．．包封區域
54．．．引線框架
55．．．導線
60．．．封裝的LED
61．．．發光二極體晶片
62．．．發光物質
64．．．引線框架
65．．．導線
70．．．封裝的LED
71．．．發光二極體晶片
73．．．包封區域
74．．．引線框架
75．．．導線
80．．．封裝的LED
81．．．發光二極體晶片
84．．．引線框架
85．．．導線
90．．．封裝的LED
91．．．發光二極體晶片
92．．．發光物質
93．．．包封區域
94．．．引線框架
95．．．導線
96．．．空間
圖1是根據本發明第一實施例的截面示意圖。
圖2是根據本發明第二實施例的截面示意圖。
圖3是根據本發明第三實施例的截面示意圖。
圖4是根據本發明第四實施例的截面示意圖。
圖5是根據本發明第五實施例的截面示意圖。
圖6是根據本發明第六實施例的截面示意圖。
圖7是根據本發明第七實施例的截面示意圖。
圖8是根據本發明第八實施例的截面示意圖。
圖9是根據本發明第九實施例的截面示意圖。
圖10是第一元件表面的示意圖，其包括光學特徵(未依比例繪製)。
10．．．發光體
11．．．第一元件
12．．．發光活性層結構
13．．．第二元件
14．．．接點
15．．．金屬化接點
16．．．活性層結構第一面
17．．．活性層結構第二面

Claims (169)

  1. 一種固態發光裝置，其包含：第一元件，該第一元件的至少第一區域具有折射率梯度；以及至少一發光活性層結構，而該第一元件位於該發光活性層結構上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該第一元件直接接觸於該發光活性層結構。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其進一步包含：至少第一插入結構，其介於該第一元件與該發光活性層結構之間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的裝置，其中該第一插入結構的折射率類似於該第一元件之至少一部份的折射率。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的裝置，其中該第一插入結構的折射率類似於該發光活性層結構之至少一部份的折射率。
  6. 如申請專利範圍第3項所述的裝置，其中該第一插入結構包含黏膠。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該第一元件的折射率梯度包含梯狀折射率梯度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該第一元件的折射率梯度包含實質上連續的折射率梯度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該第一元件相對於該發光活性層結構的表面包含至少一光學特徵。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其進一步包含：至少一種發光物質，該發光物質的至少一部份位於該第一元件相對於該發光活性層結構的反面上，藉此如果該發光活性層結構所發出的光通過該第一元件與該發光物質，則光會在通過該發光物質之前先通過該第一元件。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的裝置，其中該發光物質位於該第一元件上。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的裝置，其中該發光物質直接接觸該第一元件。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的裝置，其中該發光物質與該第一元件是分開的，而介於該發光物質與該第一元件之間的至少部分空間乃包含氣體。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的裝置，其中該氣體包括空氣。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其進一步包含：至少一包封區域，該包封區域的至少一部分位於該第一元件相對於該發光活性層結構的反面上，藉此如果該發光活性層結構所發出的光通過該第一元件與該包封區域，則光會在通過該包封區域之前先通過該第一元件。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的裝置，其中該包封區域位於該第一元件上。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的裝置，其中該包封區域直接接觸該第一元件。
  18. 如申請專利範圍第15項所述的裝置，其中該包封區域與該第一元件是分開的，而介於該包封區域與該第一元件之間的至少部分空間乃包含氣體。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的裝置，其中該氣體包括空氣。
  20. 如申請專利範圍第15項所述的裝置，其進一步包含：至少一種發光物質，該發光物質的至少一部份位於該第一元件與該包封區域之間，藉此如果該發光活性層結構所發出的光通過該第一元件、該發光物質與該包封區域，則光會在通過該發光物質之前先通過該第一元件，而在通過該包封區域之前會先通過該發光物質。
  21. 如申請專利範圍第20項所述的裝置，其中該發光物質位於該第一元件上。
  22. 如申請專利範圍第21項所述的裝置，其中該發光物質直接接觸該第一元件。
  23. 如申請專利範圍第20項所述的裝置，其中該發光物質與該第一元件是分開的，而介於該發光物質與該第一元件之間的至少部分空間乃包含氣體。
  24. 如申請專利範圍第23項所述的裝置，其中該氣體包括空氣。
  25. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其進一步包含：第二元件，而該發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，該第一元件位於該活性層第一面上，該活性層的第二面位於該第二元件上。
  26. 如申請專利範圍第25項所述的裝置，其中該發光活性層結構直接接觸該第二元件，而該第一元件直接接觸該發光活性層結構。
  27. 如申請專利範圍第25項所述的裝置，其進一步包含：至少一反射元件，其位於該第二元件與該發光活性層結構之間。
  28. 如申請專利範圍第27項所述的裝置，其中該反射元件直接接觸該第二元件，該發光活性層結構直接接觸該反射元件，而該第一元件直接接觸該發光活性層結構。
  29. 如申請專利範圍第25項所述的裝置，其進一步包含：至少一反射元件，而該第二元件具有第二元件第一面與第二元件第二面，該發光活性層結構位於該第二元件第一面上，該反射元件位於該第二元件第二面上。
  30. 如申請專利範圍第29項所述的裝置，其進一步包含：至少一個具斜角的反射元件，該斜角反射元件位於第二元件的第三面上，而該第二元件第三面延伸於該第二元件第一面與該第二元件第二面之間。
  31. 如申請專利範圍第29項所述的裝置，其中該第二元件第二面直接接觸該反射元件，該發光活性層結構直接接觸該第二元件第一面，而該第一元件直接接觸該發光活性層結構。
  32. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其進一步包含：第二元件，其中該第二元件位於該發光活性層結構上，該第一元件則位於該第二元件上。
  33. 如申請專利範圍第32項所述的裝置，其中該第二元件直接接觸該發光活性層結構，而該第一元件則直接接觸該第二元件。
  34. 一種固態發光裝置，其包括：至少一發光活性層結構，該發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，該發光活性層結構的第一區域包含該活性層結構第一面，其具有活性層第一區域的折射率；第一元件，其位於該活性層結構第一面上，至少部分的第一元件具有第一元件折射率，並且該第一元件折射率小於活性層第一區域的折射率；第二元件，其位於該活性層結構第二面上；以及至少一種發光物質，該發光物質的至少一部份乃位在該第一元件相對於該發光活性層結構的反面上，藉此如果該發光活性層結構所發出的光通過該第一元件與該發光物質，則光會在通過該發光物質之前先通過該第一元件。
  35. 如申請專利範圍第34項所述的裝置，其中該第一元件直接接觸該活性層結構第一面。
  36. 如申請專利範圍第34項所述的裝置，其進一步包含：至少一第一插入結構，其介於該第一元件與該活性層結構第一面之間。
  37. 如申請專利範圍第36項所述的裝置，其中該第一插入結構的折射率類似於該第一元件之至少一部份的折射率。
  38. 如申請專利範圍第36項所述的裝置，其中該第一插入結構的折射率類似於該活性層結構第一面之至少一部份的折射率。
  39. 如申請專利範圍第36項所述的裝置，其中該第一插入結構包含黏膠。
  40. 如申請專利範圍第34項所述的裝置，其中該第一元件相對於該發光活性層結構的表面包含至少一種光學特徵。
  41. 如申請專利範圍第34項所述的裝置，其中該發光物質位於該第一元件上。
  42. 如申請專利範圍第41項所述的裝置，其中該發光物質直接接觸該第一元件。
  43. 如申請專利範圍第34項所述的裝置，其中該發光物質與該第一元件是分開的，而介於該發光物質與該第一元件之間的至少部分空間乃包含氣體。
  44. 如申請專利範圍第43項所述的裝置，其中該氣體包括空氣。
  45. 一種固態發光裝置，其包括：至少一發光活性層結構，該發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，該發光活性層結構的第一區域包括該活性層結構第一面，其具有活性層第一區域的折射率；第一元件，其位於該活性層結構第一面上，至少部份的第一元件具有第一元件折射率，該第一元件折射率小於該活性層第一區域的折射率；第二元件，其位於該活性層結構第二面上；以及至少一包封區域，該包封區域的至少一部份乃位於該第一元件相對於該發光活性層結構的反面，藉此如果該發光活性層結構所發出的光通過該第一元件與該包封區域，則光會在通過該包封區域之前先通過該第一元件。
  46. 如申請專利範圍第45項所述的裝置，其中該第一元件直接接觸該活性層結構第一面。
  47. 如申請專利範圍第45項所述的裝置，其進一步包含：至少一第一插入結構，其介於該第一元件與該活性層結構第一面之間。
  48. 如申請專利範圍第47項所述的裝置，其中該第一插入結構的折射率類似於該第一元件之至少一部份的折射率。
  49. 如申請專利範圍第47項所述的裝置，其中該第一插入結構的折射率類似於該活性層結構第一面之至少一部份的折射率。
  50. 如申請專利範圍第47項所述的裝置，其中該第一插入結構包含黏膠。
  51. 如申請專利範圍第45項所述的裝置，其中該第一元件相對於該發光活性層結構的表面包含至少一種光學特徵。
  52. 如申請專利範圍第45項所述的裝置，其中該包封區域位於該第一元件上。
  53. 如申請專利範圍第52項所述的裝置，其中該包封區域直接接觸該第一元件。
  54. 如申請專利範圍第45項所述的裝置，其中該包封區域與該第一元件是分開的，而介於該包封區域與該第一元件之間的至少部分空間乃包含氣體。
  55. 如申請專利範圍第54項所述的裝置，其中該氣體包括空氣。
  56. 如申請專利範圍第45項所述的裝置，其進一步包含：至少一種發光物質，該發光物質的至少一部份介於該第一元件與該包封區域之間，藉此如果該發光活性層結構所發出的光通過該第一元件、該發光物質與該包封區域，則光會在通過發光物質之前先通過該第一元件，而在通過該包封區域之前會先通過該發光物質。
  57. 如申請專利範圍第56項所述的裝置，其中該發光物質位於該第一元件上。
  58. 如申請專利範圍第57項所述的裝置，其中該發光物質直接接觸該第一元件。
  59. 如申請專利範圍第56項所述的裝置，其中該發光物質與該第一元件是分開的，而介於該發光物質與該第一元件之間的至少部分空間乃包含氣體。
  60. 如申請專利範圍第59項所述的裝置，其中該氣體包括空氣。
  61. 一種固態發光裝置，其包括：至少一發光活性層結構，該發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，該發光活性層結構的第一區域包含該活性層結構第一面，其具有活性層第一區域的折射率；第一元件，其具有第一元件第一面與第一元件第二面，該第一元件第二面位於該活性層結構第一面上，而該第一元件第一面則整個是暴露出來的，且該第一元件的至少一部份具有第一元件折射率，該第一元件折射率小於該活性層第一區域的折射率；以及第二元件，其位於該活性層結構第二面上。
  62. 如申請專利範圍第61項所述的裝置，其中該第一元件第一面直接接觸一空間，該空間包括空氣。
  63. 如申請專利範圍第61項所述的裝置，其中該第一元件第一面包含至少一種光學特徵。
  64. 一種固態發光裝置，其包括：至少一發光活性層結構，該發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，該發光活性層結構的第一區域包含該活性層結構第一面，其具有活性層第一折射率；至少一反射元件，該反射元件具有反射元件第一面與反射元件第二面，該反射元件第一面位於該活性層結構第二面上；第一元件，其位於該活性層結構第一面上，該第一元件的至少一部份具有第一元件折射率，該第一元件的折射率小於該活性層第一折射率；以及第二元件，其位於該反射元件第二面上。
  65. 如申請專利範圍第64項所述的裝置，其中該第一元件直接接觸該活性層結構第一面。
  66. 如申請專利範圍第64項所述的裝置，其進一步包含：至少一第一插入結構，其介於該第一元件與該活性層結構第一面之間。
  67. 如申請專利範圍第66項所述的裝置，其中該第一插入結構的折射率類似於該第一元件之至少一部份的折射率。
  68. 如申請專利範圍第66項所述的裝置，其中該第一插入結構的折射率類似於該活性層結構第一面之至少一部份的折射率。
  69. 如申請專利範圍第66項所述的裝置，其中該第一插入結構包含黏膠。
  70. 如申請專利範圍第64項所述的裝置，其中該第一元件相對於該發光活性層結構的表面包含至少一種光學特徵。
  71. 如申請專利範圍第64項所述的裝置，其進一步包含：至少一種發光物質，該發光物質的至少一部份位於該第一元件相對於該發光活性層結構的反面，藉此若該發光活性層結構所發出的光通過該第一元件與該發光物質，則光線在通過該發光物質之前會先通過該第一元件。
  72. 如申請專利範圍第71項所述的裝置，其中該發光物質位於該第一元件上。
  73. 如申請專利範圍第72項所述的裝置，其中該發光物質直接接觸該第一元件。
  74. 如申請專利範圍第71項所述的裝置，其中該發光物質與該第一元件是分開的，而介於該發光物質與該第一元件之間的至少部分空間乃包含氣體。
  75. 如申請專利範圍第74項所述的裝置，其中該氣體包括空氣。
  76. 如申請專利範圍第64項所述的裝置，其進一步包含：至少一個包封區域，該包封區域的至少一部分位於該第一元件相對於該發光活性層結構的反面上，藉此如果該發光活性層結構所發出的光通過該第一元件與該包封區域，則光在通過通過該包封區域之前會先通過該第一元件。
  77. 如申請專利範圍第76項所述的裝置，其中該包封區域位於該第一元件上。
  78. 如申請專利範圍第77項所述的裝置，其中該包封區域直接接觸該第一元件。
  79. 如申請專利範圍第76項所述的裝置，其中該包封區域與該第一元件是分開的，而介於該包封區域與該第一元件之間的至少部分空間乃包含氣體。
  80. 如申請專利範圍第79項所述的裝置，其中該氣體包括空氣。
  81. 如申請專利範圍第76項所述的裝置，其進一步包含：至少一種發光物質，該發光物質的至少一部份介於該第一元件與該包封區域之間，藉此若該發光活性層結構所發出的光通過該第一元件、該發光物質與該包封區域，則光在通過該發光物質之前會先通過該第一元件，而在通過該包封區域之前會先通過該發光物質。
  82. 如申請專利範圍第81項所述的裝置，其中該發光物質位於該第一元件上。
  83. 如申請專利範圍第82項所述的裝置，其中該發光物質直接接觸該第一元件。
  84. 如申請專利範圍第81項所述的裝置，其中該發光物質與該第一元件是分開的，而介於該發光物質與該第一元件之間的至少部分空間乃包含氣體。
  85. 如申請專利範圍第84項所述的裝置，其中該氣體包括空氣。
  86. 一種固態發光裝置，其包括：至少一發光活性層結構，該發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，該發光活性層結構的第一區域包含該活性層結構第一面，其具有活性層第一折射率；第一元件，其位於該活性層結構第一面上，該第一元件的至少一部份具有第一元件折射率，該第一元件折射率小於該活性層第一折射率；第二元件，其具有第二元件第一面與第二元件第二面，該第二元件第一面位於該活性層結構第二面上；以及至少一反射元件，其位於該第二元件第二面上。
  87. 如申請專利範圍第86項所述的裝置，其中該第一元件直接接觸該活性層結構第一面。
  88. 如申請專利範圍第86項所述的裝置，其進一步包含：至少一第一插入結構，其介於該第一元件與該活性層結構第一面之間。
  89. 如申請專利範圍第88項所述的裝置，其中該第一插入結構的折射率類似於該第一元件之至少一部份的折射率。
  90. 如申請專利範圍第88項所述的裝置，其中該第一插入結構的折射率類似於該活性層結構第一面之至少一部份的折射率。
  91. 如申請專利範圍第88項所述的裝置，其中該第一插入結構包含黏膠。
  92. 如申請專利範圍第86項所述的裝置，其中該第一元件相對於該發光活性層結構的表面包含至少一種光學特徵。
  93. 如申請專利範圍第86項所述的裝置，其進一步包含：至少一種發光物質，該發光物質的至少一部份位於該第一元件相對於該發光活性層結構的反面，藉此如果該發光活性層結構所發出的光通過該第一元件與該發光物質，則光在通過該發光物質之前會先通過該第一元件。
  94. 如申請專利範圍第93項所述的裝置，其中該發光物質位於該第一元件上。
  95. 如申請專利範圍第94項所述的裝置，其中該發光物質直接接觸該第一元件。
  96. 如申請專利範圍第93項所述的裝置，其中該發光物質與該第一元件是分開的，而介於該發光物質與該第一元件之間的至少部分空間乃包含氣體。
  97. 如申請專利範圍第96項所述的裝置，其中該氣體包括空氣。
  98. 如申請專利範圍第86項所述的裝置，其進一步包含：至少一個包封區域，該包封區域的至少一部分位於該第一元件相對於該發光活性層結構的反面上，藉此若該發光活性層結構所發出的光通過該第一元件與該包封區域，則光在通過該包封區域之前會先通過該第一元件。
  99. 如申請專利範圍第98項所述的裝置，其中該包封區域位於該第一元件上。
  100. 如申請專利範圍第99項所述的裝置，其中該包封區域直接接觸該第一元件。
  101. 如申請專利範圍第98項所述的裝置，其中該包封區域與該第一元件是分開的，而介於該包封區域與該第一元件之間的至少部分空間乃包含氣體。
  102. 如申請專利範圍第101項所述的裝置，其中該氣體包括空氣。
  103. 如申請專利範圍第98項所述的裝置，其進一步包含：至少一種發光物質，該發光物質的至少一部份介於該第一元件與該包封區域之間，藉此如果該發光活性層結構所發出的光通過該第一元件、該發光物質與該包封區域，則光在通過該發光物質之前會先通過該第一元件，而在通過該包封區域之前會先通過該發光物質。
  104. 如申請專利範圍第103項所述的裝置，其中該發光物質位於該第一元件上。
  105. 如申請專利範圍第104項所述的裝置，其中該發光物質直接接觸該第一元件。
  106. 如申請專利範圍第103項所述的裝置，其中該發光物質與該第一元件是分開的，而介於該發光物質與該第一元件之間的至少部分空間乃包含氣體。
  107. 如申請專利範圍第106項所述的裝置，其中該氣體包括空氣。
  108. 一種固態發光裝置，其包括：至少一發光活性層結構，該發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面；第一元件，該第一元件的至少一部份具有第一元件折射率；第二元件，其具有第二元件第一面與第二元件第二面，該第二元件第二面位於該活性層結構第一面上，且該第二元件的第一區域包含該第二元件的第一面，其具有第二元件的第一折射率；該第一元件位於該第二元件的第一面上，該第一元件折射率小於該第二元件的第一折射率。
  109. 如申請專利範圍第108項所述的裝置，其中該第一元件直接接觸該活性層結構第一面。
  110. 如申請專利範圍第108項所述的裝置，其進一步包含：至少一第一插入結構，其介於該第一元件與該活性層結構第一面之間。
  111. 如申請專利範圍第110項所述的裝置，其中該第一插入結構的折射率類似於該第一元件之至少一部份的折射率。
  112. 如申請專利範圍第110項所述的裝置，其中該第一插入結構的折射率類似於該活性層結構第一面之至少一部份的折射率。
  113. 如申請專利範圍第110項所述的裝置，其中該第一插入結構包含黏膠。
  114. 如申請專利範圍第108項所述的裝置，其中該第一元件相對於該發光活性層結構的表面包含至少一種光學特徵。
  115. 如申請專利範圍第108項所述的裝置，其進一步包含：至少一種發光物質，該發光物質的至少一部份位於該第一元件相對於該發光活性層結構的反面上，藉此如果該發光活性層結構所發出的光通過該第一元件與該發光物質，則光在通過該發光物質之前會先通過該第一元件。
  116. 如申請專利範圍第115項所述的裝置，其中該發光物質位於該第一元件上。
  117. 如申請專利範圍第116項所述的裝置，其中該發光物質直接接觸該第一元件。
  118. 如申請專利範圍第115項所述的裝置，其中該發光物質與該第一元件是分開的，而介於該發光物質與該第一元件之間的至少部分空間乃包含氣體。
  119. 如申請專利範圍第118項所述的裝置，其中該氣體包括空氣。
  120. 如申請專利範圍第108項所述的裝置，其進一步包含：至少一個包封區域，該包封區域的至少一部分位於該第一元件相對於該發光活性層結構的反面上，藉此如果該發光活性層結構所發出的光通過該第一元件與該包封區域，則光在通過通過該包封區域之前會先通過該第一元件。
  121. 如申請專利範圍第120項所述的裝置，其中該包封區域位於該第一元件上。
  122. 如申請專利範圍第121項所述的裝置，其中該包封區域直接接觸該第一元件。
  123. 如申請專利範圍第120項所述的裝置，其中該包封區域與該第一元件是分開的，而介於該包封區域與該第一元件之間的至少部分空間乃包含氣體。
  124. 如申請專利範圍第123項所述的裝置，其中該氣體包括空氣。
  125. 如申請專利範圍第120項所述的裝置，其進一步包含：至少一種發光物質，該發光物質的至少一部份介於該第一元件與該包封區域之間，藉此若該發光活性層結構所發出的光通過該第一元件、該發光物質與該包封區域，則光在通過該發光物質之前會先通過該第一元件，而在通過該包封區域之前會先通過該發光物質。
  126. 如申請專利範圍第125項所述的裝置，其中該發光物質位於該第一元件上。
  127. 如申請專利範圍第126項所述的裝置，其中該發光物質直接接觸該第一元件。
  128. 如申請專利範圍第125項所述的裝置，其中該發光物質與該第一元件是分開的，而介於該發光物質與該第一元件之間的至少部分空間乃包含氣體。
  129. 如申請專利範圍第128項所述的裝置，其中該氣體包括空氣。
  130. 一種製作固態發光裝置的方法，其包含：附著第一元件於至少一發光活性層結構，而該第一元件的至少一第一區域具有折射率梯度。
  131. 如申請專利範圍第130項所述的方法，其中該第一元件的折射率梯度包含梯狀折射率梯度。
  132. 如申請專利範圍第130項所述的方法，其中該第一元件的折射率梯度包含實質上連續的折射率梯度。
  133. 如申請專利範圍第130項所述的方法，其進一步包含：於附著該第一元件到該發光活性層結構之前，先放置該發光活性層結構在第二元件上，使得該發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，該第一元件位於該活性層第一面上，而該活性層第二面則位於該第二元件上。
  134. 如申請專利範圍第130項所述的方法，其進一步包含：放置至少一種發光物質，使得該發光物質的至少一部份位在該第一元件相對於該發光活性層結構的反面。
  135. 如申請專利範圍第134項所述的方法，其進一步包含：形成至少一包封區域，該包封區域的至少一部份位於該發光物質相對於該發光活性層結構的反面。
  136. 如申請專利範圍第130項所述的方法，其進一步包含：形成至少一包封區域，該包封區域的至少一部份位在該第一元件相對於該發光活性層結構的反面。
  137. 一種製作固態發光裝置的方法，其包含：附著發光活性層結構於第二元件，使得該發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，且該發光活性層結構的第一區域包含該活性層結構第一面，其具有活性層第一區域的折射率，而該活性層結構第二面位在該第二元件上；附著第一元件到該活性層結構第一面，該第一元件的至少一部份具有第一元件折射率，該第一元件的折射率小於該活性層第一區域的折射率；以及放置至少一種發光物質，使得該發光物質的至少一部份位在該第一元件相對於該發光活性層結構的反面，藉此如果該發光活性層結構所發出的光通過該第一元件與該發光物質，則光在通過該發光物質之前會先通過該第一元件。
  138. 如申請專利範圍第137項所述的方法，其中該發光物質位於該第一元件上。
  139. 如申請專利範圍第137項所述的方法，其進一步包含：至少一第一插入結構，其介於該第一元件與該發光物質之間。
  140. 如申請專利範圍第139項所述的方法，其中該第一插入結構的折射率類似於該第一元件之至少一部份的折射率。
  141. 如申請專利範圍第139項所述的方法，其中該第一插入結構的折射率類似於該發光物質之至少一部份的折射率。
  142. 如申請專利範圍第139項所述的方法，其中該第一插入結構包含黏膠。
  143. 如申請專利範圍第138項所述的方法，其中該發光物質直接接觸該第一元件。
  144. 如申請專利範圍第137項所述的方法，其中該發光物質與該第一元件是分開的，而介於該發光物質與該第一元件之間的至少部分空間乃包含氣體。
  145. 如申請專利範圍第144項所述的方法，其中該氣體包括空氣。
  146. 如申請專利範圍第137項所述的方法，其進一步包含：放置至少一包封區域，使得該包封區域的至少一部份位於該第一元件相對於該發光活性層結構的反面，而該發光物質則是介於該第一元件與該包封區域之間。
  147. 如申請專利範圍第137項所述的方法，其中附著該發光活性層結構於該第二元件乃包含：放置該發光活性層結構在該第二元件上。
  148. 一種製作固態發光裝置的方法，其包括：附著發光活性層結構於第二元件，使得該發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，且該發光活性層結構的第一區域包含該活性層結構第一面，其具有活性層第一區域的折射率，而該活性層結構第二面則是位於該第二元件上；附著第一元件到該活性層結構第一面，該第一元件的至少一部份具有第一元件折射率，該第一元件折射率小於該活性層第一區域的折射率；以及放置至少一包封區域，使得該包封區域的至少一部份位於該第一元件相對於該發光活性層結構的反面。
  149. 如申請專利範圍第148項所述的方法，其中該包封區域位於該第一元件上。
  150. 如申請專利範圍第149項所述的方法，其中該包封區域直接接觸該第一元件。
  151. 如申請專利範圍第148項所述的方法，其中該包封區域與該第一元件是分開的，而介於該包封區域與該第一元件之間的至少部分空間乃包含氣體。
  152. 如申請專利範圍第151項所述的方法，其中該氣體包括空氣。
  153. 如申請專利範圍第148項所述的方法，其中附著該發光活性層結構於該第二元件乃包含：放置該發光活性層結構在該第二元件上。
  154. 如申請專利範圍第153項所述的方法，其進一步包含：於放置發光活性層結構在該第二元件上之前，先放置該第二元件在至少一反射元件上，使得該反射元件與該發光活性層結構分別位於該第二元件的相反面上。
  155. 如申請專利範圍第153項所述的方法，其進一步包含：於放置發光活性層結構在該第二元件上之後，再放置至少一反射元件在該第二元件上，使得該反射元件與該發光活性層結構分別位於該第二元件的相反面上。
  156. 一種製作固態發光裝置的方法，其包括：附著至少一反射元件於第二元件，使得該反射元件具有反射元件第一面與反射元件第二面，該反射元件第二面位在該第二元件上；附著發光活性層結構在該反射元件第一面，使得該發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，且該發光活性層結構的第一區域包含該活性層結構第一面，其具有活性層第一區域的折射率，而該活性層結構第二面位於該反射元件第一面上；附著第一元件到該活性層結構第一面，第一元件的至少一部份具有第一元件折射率，該第一元件折射率小於該活性層第一區域的折射率。
  157. 如申請專利範圍第156項所述的方法，其進一步包含：放置至少一種發光物質，使得該發光物質的至少一部份位於該第一元件相對於該發光活性層結構的反面。
  158. 如申請專利範圍第157項所述的方法，其進一步包含：形成至少一包封區域，該包封區域的至少一部份位於該發光物質相對於該發光活性層結構的反面。
  159. 如申請專利範圍第156項所述的方法，其進一步包含：形成至少一包封區域，該包封區域的至少一部份位於該第一元件相對於該發光活性層結構的反面。
  160. 如申請專利範圍第156項所述的方法，其中附著至少一反射元件於該第二元件乃包含：放置至少一反射元件在該第二元件上。
  161. 如申請專利範圍第156項所述的方法，其中附著該發光活性層結構在該反射元件第一面乃包含：放置該發光活性層結構在該反射元件第一面上。
  162. 一種製作固態發光裝置的方法，其包括：附著發光活性層結構於第二元件，使得該發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，且該發光活性層結構的第一區域包含該活性層結構第二面，其具有活性層第一區域的折射率，而該活性層結構第二面則位於該第二元件上；附著第三元件到該活性層結構第一面，使得該第三元件具有第三元件第一面與第三元件第二面，該第三元件第二面位於該活性層結構第一面上；移除該第二元件；以及附著第一元件到該活性層結構第二面，該第一元件的至少一部份具有第一元件折射率，該第一元件折射率小於該活性層第一區域的折射率。
  163. 如申請專利範圍第162項所述的方法，其進一步包含；於附著第三元件到該活性層結構第一面之前，先放置反射材料在該活性層結構第一面上，使得該反射材料位於該活性層結構第一面與該第三元件之間。
  164. 如申請專利範圍第162項所述的方法，其進一步包含：放置至少一種發光物質，使得該發光物質的至少一部份位於該第一元件相對於該發光活性層結構的反面。
  165. 如申請專利範圍第164項所述的方法，其進一步包含：形成至少一包封區域，該包封區域的至少一部份位於該發光物質相對於該發光活性層結構的反面。
  166. 如申請專利範圍第162項所述的方法，其進一步包含：形成至少一包封區域，該包封區域的至少一部份位於該第一元件相對於該發光活性層結構的反面。
  167. 如申請專利範圍第162項所述的方法，其中附著該發光活性層結構於該第二元件乃包含：放置該發光活性層結構在該第二元件上。
  168. 一種製作固態發光裝置的方法，其包括：附著發光活性層結構於第二元件的第一面，該第二元件包括該第一面與第二面，使得該發光活性層結構具有活性層結構第一面與活性層結構第二面，且該發光活性層結構的第一區域包含該活性層結構第一面，其具有活性層第一區域的折射率，而該活性層結構第一面位於該第二元件上；以及附著第一元件到該第二元件的第二面，該第一元件的至少一部份具有第一元件折射率，該第一元件折射率小於該活性層第一區域的折射率。
  169. 如申請專利範圍第168項所述的方法，其中附著該發光活性層結構於該第二元件的第一面乃包含：放置該發光活性層結構於該第二元件的第一面上。
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