光學裝置及其製作方法

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

102113037

專利證號

I 481084

專利獲證名稱

光學裝置及其製作方法

專利所屬機關 (申請機關)

國立臺灣大學

獲證日期

2015/04/11

技術說明

發光二極體(LED)元件的效率由兩個因素所影響，分別為內部量子效率(Internal Quantum Efficiency ; IQE)以及光萃取效率(Light Extraction Efficiency ; LEE)。內部量子效率與元件的缺陷有關，光萃取效率則為光在元件內部產生後可以穿透出元件外的比例，為影響發光二極體效率的重要因素。光萃取效率主要決定於光在發光二極體內的行為，由於發光二極體材料為高折射率介質，當光欲由發光二極體內穿透出外部時勢必會遭遇到全反射的問題，使得實際能離開發光二極體表面而發光的能量僅約8%，即為光萃取效率。因此若能提升發光二極體的光萃取效率將可以大幅提升發光二極體元件的整體發光效率。 目前已有許多用來增加發光二極體光萃取效率的方法被提出，最常見的方法為在發光二極體出光面上製作粗糙化結構或製作其他週期性結構來破壞臨界角以增加光萃取效率，然而這些方法大多需要經過蝕刻或者製作光罩等繁複的手續，前者將會對發光二極體本身的電性造成破壞而影響到元件的效率；後者將大幅提升製作成本。因此在本發明中將利用簡單的旋轉塗佈方式於發光二極體出光面上製作具有漸變折射率的介電奈米粒子薄膜堆，開發出低成本且能相容於目前發光二極體製程的表面光萃取結構，除了可提升光萃取效率外，同時又能夠不破壞元件本身的電性為目前用來提升發光二極體元件效率的一種有效方法。 The present invention relates to an optical device, particularly to an optical device in which there is spin coated nanoparticle on its light emitting surface to increase its Light Extraction Efficiency and the manufacturing method thereof. In this invention, we arrange nanoparticles (NPs) of various types and sizes to enhance the the light extraction of light emitting diodes (LEDs). The optical gradient of an NP stack can enhance the light extraction efficiency of LEDs, due to both the graded refractive index and the moderate surface roughness. Large particles having sizes on the same order of the wavelength of incident light roughen the LED surfaces further and extracted light from beyond the critical angle, as supported by three-dimensional finite-difference time domain simulations. Using this approach, we can increase the photoluminescence intensity by up to sevenfold.

備註

本會(收文號1120043775)同意該校112年7月7日校研發 字第1120058666號函申請終止維護專利(國立臺灣大學)

連絡單位 (專責單位/部門名稱)

產學合作總中心

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33669945

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