发明名称 全方向一维光子晶体及由其制造的发光装置
摘要 一种具有全方向反射镜的发光装置,包含:一可产生一具有一第一波长范围的一次光的发光单元、一连接于该发光单元用以转换部分该一次光成为一具有一第二波长范围的二次光的波长转换构件,及至少一连接于该波长转换构件用以接收该二次光,及未被该波长转换构件转换的剩余之一次光的全方向反射镜。该全方向反射镜是由一全方向一维光子晶体所制成。该全方向反射镜具有一传递该二次光经过该全方向反射镜的穿透性,及一实质地全反射以任何入射角及偏极化的该剩余一次光回该波长转换构件之反射性。
申请公布号 TWI226708 申请公布日期 2005.01.11
申请号 TW092131818 申请日期 2003.11.13
申请人 汉欣企业有限公司 发明人 林仲相
分类号 H01L29/861;G02F1/13357 主分类号 H01L29/861
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种全方向反射镜,包含: 一全方向光子晶体之介电体,在介电常数上具周期 性变化并具有至少一介电单元,该介电单元至少具 有一第一介电层、一第二介电层及一第三介电层, 该等介电层在折射率上是相互不同的,以至于该全 方向反射镜具有一反射性及一穿透性,该反射性实 质地全反射一具有一第一波长范围的一次光,该穿 透性传递一具有该第一波长范围以外的第二波长 范围的二次光。 2.根据申请专利范围第1项之全方向反射镜,其中, 该第一、第二及第三介电层分别具有一第一折射 率、一第二折射率及一第三折射率,该第二介电层 是设置于该第一及第三介电层之间,且该第二折射 率是低于该第一及第三折射率,该第三折射率是低 于该第一折射率。 3.根据申请专利范围第1项之全方向反射镜,其中, 该第一、第二及第三介电层是由选自于下列所构 成群组中之至少三介电材料层所组成:二氧化钛、 二氧化矽、五氧化二钽、氧化铝、氧化镁、氧化 锆、氟化镁、氟化钡及氟化钙。 4.根据申请专利范围第1项之全方向反射镜,其中, 该第一、第二及第三介电层是分别由二氧化钛、 二氧化矽及五氧化二钽所制成。 5.一种具有全方向反射镜的发光装置,包含: 一发光单元,可产生一具有一第一波长范围的一次 光; 一波长转换构件,连接于该发光单元用以转换部分 该一次光成为一具有一第二波长范围的二次光;及 一全方向光子晶体之第一全方向反射镜,连接于该 波长转换构件用以接收该二次光,及未被该波长转 换构件转换的剩余之一次光。 6.根据申请专利范围第5项之发光装置,其中,该第 一全方向反射镜具有至少一介电单元,该介电单元 至少具有一第一介电层及一第二介电层,该等介电 层在折射率上是相互不同的,以致于该第一全方向 反射镜具有一传递该二次光经过该第一全方向反 射镜的穿透性,及一实质地全反射该剩余一次光回 该波长转换构件之反射性。 7.根据申请专利范围第5项之发光装置,其中,该第 一全方向反射镜具有至少一介电单元,该介电单元 至少具有一第一介电层、一第二介电层及一第三 介电层,该等介电层在折射率上是相互不同的,以 致于该第一全方向反射镜具有一传递该二次光经 过该第一全方向反射性的穿透镜,及一实质地全反 射该剩余一次光回该波长转换构件之反射性。 8.根据申请专利范围第7项之发光装置,其中,该第 一、第二及第三介电层分别具有一第一折射率、 一第二折射率及一第三折射率,该第二介电层是设 置于该第一及第三介电层之间,且该第二折射率是 低于该第一及第三折射率,该第三折射率是低于该 第一折射率。 9.根据申请专利范围第8项之发光装置,其中,该发 光单元具有至少一发光元件,该发光元件是一选自 于发光二极体、有机发光二极体或高分子有机发 光二极体之发光元件。 10.根据申请专利范围第9项之发光装置,其中,该发 光元件是由350nm到470nm之波长范围发射出该一次光 的发光二极体。 11.根据申请专利范围第10项之发光装置,其中,该波 长转换构件是一萤光体,使该发光二极体所发射出 的一次光,可被该萤光体转变成为由400nm到700nm波 长范围之该二次光。 12.根据申请专利范围第11项之发光装置,其中,该波 长转换构件具有一上表面及一相反于该上表面的 下表面,该第一全方向反射镜是设置在该波长转换 构件之上表面,该发光元件是镶嵌在该波长转换构 件内且位在该波长转换构件的下表面。 13.根据申请专利范围第12项之发光装置,更包含一 全方向光子晶体之第二全方向反射镜、一第一基 板及一第二基板,该第一及第二基板分别设置在该 波长转换构件的上表面及下表面,该发光元件镶嵌 在该波长转换构件内且位在该下表面,该第一及第 二全方向反射镜是分别形成在该第一及第二基板 上。 14.根据申请专利范围第13项之发光装置,其中,该第 二全方向反射镜具有至少一介电单元,该介电单元 具有至少二在折射率上是相互不同的介电层。 15.根据申请专利范围第13项之发光装置,更包含一 金属反射层,该金属反射层是形成在该第二全方向 反射镜上。 16.根据申请专利范围第11项之发光装置,更包含一 全方向光子晶体之第二全方向反射镜、一第一基 板及一第二基板,该波长转换构件具有一上表面、 一相反于该上表面的下表面及复数侧面,该第一及 第二基板分别设置在该波长转换构件的上表面及 下表面,该第一及第二全方向反射镜分别形成在该 第一及第二基板上,该发光元件镶嵌在该波长转换 构件的其中之一侧面上。 17.根据申请专利范围第16项之发光装置,其中,该发 光单元具有复数发光元件,该等发光元件是镶嵌在 该波长转换构件的其中至少一侧面上。 18.根据申请专利范围第17项之发光装置,其中,该第 二全方向反射镜具有至少一介电单元,该介电单元 具有至少二在折射率上是相互不同的介电层。 19.根据申请专利范围第18项之发光装置,更包含至 少一金属反射镜,该金属反射镜是形成在该侧面, 且覆盖该等发光元件。 20.根据申请专利范围第11项之发光装置,更包含一 第一基板,该波长转换构件具有一上表面及一相反 于该上表面的下表面,该第一基板是形成在波长转 换构件的上表面,该第一全方向反射镜是形成在该 第一基板上,该发光元件是被嵌埋在该波长转换构 件的下表面。 21.根据申请专利范围第20项之发光装置,更包含一 全方向光子晶体之第二全方向反射镜及一金属反 射层,该发光元件具有一下表面,该第二全方向反 射镜是被嵌埋该波长转换构件的下表面,且具有一 上表面及一相反于该上表面的下表面,该第二全方 向反射镜的上表面是形成在该发光元件的下表面, 该金属反射层是形成在该波长转换构件的下表面 且覆盖该第二全方向反射镜的下表面。 22.根据申请专利范围第21项之发光装置,更包含一 形成在该金属反射层上的第二基板。 23.根据申请专利范围第17项之发光装置,其中,该第 二全方向反射镜具有至少一介电单元,该介电单元 具有至少二在折射率上是相互不同的介电层。 24.根据申请专利范围第20项之发光装置,更包含一 全方向光子晶体之第二全方向反射镜及一第二基 板,该发光元件具有一下表面,该第二全方向反射 镜嵌埋在该波长转换构件的下表面,并具有一上表 面及一相反于该上表面的下表面,该第二全方向反 射镜的上表面是形成在该发光元件的下表面,该第 二基板形成在该波长转换构件的下表面并覆盖该 第二全方向反射镜。 25.根据申请专利范围第24项之发光装置,更包含一 形成在该第二基板上的金属反射镜,且该金属反射 镜是覆盖住该第二基板。 26.根据申请专利范围第25项之发光装置,其中,该第 二全方向反射镜具有至少一介电单元,该介电单元 具有至少二在折射率上是相互不同的介电层。 27.根据申请专利范围第7项之发光装置,其中,该第 一、第二及第三介电层是选自于下列所构成群组 中之至少三介电材料:二氧化钛、二氧化矽、五氧 化二钽、氧化铝、氧化镁、氧化锆、氟化镁、氟 化钡及氟化钙。 28.根据申请专利范围第7项之发光装置,其中,该第 一、第二及第三介电层是分别由二氧化钛、二氧 化矽及五氧化二钽所制成。 29.根据申请专利范围第21项或第24项之发光装置, 其中,该发光元件是由一磊晶基材及一形成在该磊 晶基材上的发光晶体所构成,该第二全方向反射镜 是形成在该磊晶基材的下表面,该磊晶基材是一选 自于蓝宝石、硒化锌、氧化锌或氮化镓之磊晶基 材。 30.根据申请专利范围第29项之发光装置,其中,该磊 晶基材是蓝宝石。 图式简单说明: 图1是一示意图,说明一种习知之发光装置; 图2是一侧视剖面示意图,说明本发明之发光装置 之一第一较佳实施例; 图3是该图2之局部放大示意图,说明两全方向一维 光子晶体之全方向反射镜的细部结构; 图4是一光带结构图,说明该全方向一维光子晶体 之光带结构; 图5是一平均反射率及穿透率光谱图,其中,水平座 标表示波长,垂直座标表示平均反射率及穿透率; 图6是一平均反射率及穿透率光谱图; 图7是一侧视局部剖面示意图,说明本发明之发光 装置之一第二较佳实施例; 图8是一侧视局部剖面示意图,说明本发明之发光 装置之一第三较佳实施例; 图9是该第三较佳实施例之另一侧视局部剖面示意 图,说明复数发光元件呈两一维阵列的排列方式; 图10是一侧视局部剖面示意图,说明本发明之发光 装置之一第四较佳实施例;及 图11是一侧视局部剖面示意图,说明本发明之发光 装置之一第五较佳实施例。
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