光子晶體led及光學元件的制作方法
【專利摘要】一種光子晶體LED，適用于作為大尺寸薄形化LED電視的背光模組光源，光子晶體LED包含一個主體層及兩層電極層，主體層包括一層鄰近上端面且為納米結(jié)構(gòu)的光子晶體層，電極層分別位于主體層的上下兩端面，其中一層電極層位于該光子晶體層上，光子晶體LED與擴散片的距離為OD，滿足條件式OD≦25㎜，通過光子晶體層能夠有效改善主體層的發(fā)光光形，能使得發(fā)光范圍更向外擴散且亮度分布更均勻，進而可以縮短光子晶體LED與擴散片的距離OD，使其小于等于25㎜，能夠滿足大尺寸薄形化LED電視的需求。
【專利說明】光子晶體LED及光學元件

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)光元件，特別是涉及一種光子晶體發(fā)光二級管(LightEmitting D1de,簡稱 “LED”)。

【背景技術(shù)】
[0002]在LED電視的背光模組不斷朝著尺寸大形化、重量輕量化、厚度薄形化、窄邊框設計、高性能、高品味、低成本以及環(huán)保等方向不斷進展中，如何盡可能提升這些眾多的設計多要素，成為近年來LED電視背光模組的發(fā)展趨勢。然而，在液晶顯示市場愈趨成熟的情況下，能兼顧效能的提升與降低成本成為了在這液晶顯示產(chǎn)業(yè)中最具競爭力的技術(shù)所在。LED電視背光模組當中主要分為直下式與側(cè)光式背光，目前大尺寸薄形化機種大多以側(cè)光式背光來設計，但越大面積所使用到的導光板越不易量產(chǎn)、價格也越高，導致越大尺寸的薄形化機種的成本無法降低。
[0003]因此，回歸至直下式背光，如何使其滿足大尺寸薄形化機種的需求，并能夠以較低的成本技術(shù)來解決大尺寸薄形化的技術(shù)問題，為目前業(yè)界的研發(fā)重點之一。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠滿足大尺寸薄形化LED電視的直下式背光模組所需的光子晶體LED及光學元件。
[0005]本發(fā)明光子晶體LED，適用于作為大尺寸薄形化LED電視的背光模組光源，該大尺寸薄形化LED電視包括一片擴散片，該光子晶體LED對應一個光學元件設置，該光子晶體LED包含一個主體層、兩層電極層，及一層光子晶體層，該主體層包括一個上端面及一個相背設置的下端面，該主體層由該上端面出光，該主體層還包括一層鄰近上端面的光子晶體層，該光子晶體層為納米結(jié)構(gòu)，所述電極層分別位于該主體層的上下兩端面，其中一層電極層位于該光子晶體層上，其中，該光子晶體LED與該擴散片的距離定義為0D(opticaldistance),滿足下列條件式:0D = 25mm。
[0006]本發(fā)明適用于供如前所述的光子晶體LED安裝設置的光學元件，包含一個入光面及一個出光曲面，該出光曲面中央與外周緣部分凹陷，而中央與外周緣間的區(qū)域凸起。
[0007]本發(fā)明的有益效果在于:通過該光子晶體層，能夠有效改善該主體層的發(fā)光光形，能使得發(fā)光范圍更向外擴散且亮度分布更均勻，進而可以縮短該光子晶體LED與擴散片的距離0D,使其小于等于25mm,能夠滿足大尺寸薄形化LED電視的需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是說明本發(fā)明光子晶體LED的第一較佳實施例的側(cè)視圖；
[0009]圖2是說明本第一較佳實施例的俯視圖的照片；
[0010]圖3是說明本第一較佳實施例的一層光子晶體層的不同形態(tài)照片；
[0011]圖4是說明本第一較佳實施例作為大尺寸薄形化LED電視的背光模組光源的側(cè)視圖；
[0012]圖5是說明本第一較佳實施例彼此排列的示意圖；
[0013]圖6是說明本第一較佳實施例改善發(fā)光光形的示意圖；
[0014]圖7是說明本第一較佳實施例的光子能帶圖的圖表。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明:
[0016]參閱圖1、圖2、圖4與圖5，本發(fā)明光子晶體LED(photonic Crystal LED100) 100的第一較佳實施例，適用于作為大尺寸薄形化LED電視的背光模組光源，該大尺寸薄形化LED電視包括一片擴散片200，該光子晶體LED100對應一個光學元件300設置。
[0017]該光子晶體LED100包含一個主體層I及兩層電極層2。
[0018]該主體層I包括一個上端面11及一個相背設置的下端面12，該主體層I由該上端面11出光，該主體層I還包括一層鄰近上端面11的光子晶體層3，更進一步說明的是，該主體層I自該光子晶體層3由上至下依序為一層η層半導體層13、復數(shù)量子井層14、一層P層半導體層15、一層接合金屬層16及一層基板層17。
[0019]所述電極層2分別位于該主體層I的上、下端面11、12，其中一層電極層2位于該光子晶體層3上，在本第一較佳實施例中，鄰近該主體層I上端面11的電極層2對應該主體層I的η層半導體層為一個η極電極21，而位于該主體層I下端面12的電極層2對應該主體層I的P層半導體層為一個P極電極22，值得說明的是η、ρ的上下位置可以互相置換。
[0020]該光子晶體層3為納米結(jié)構(gòu)，該光子晶體層3使用納米壓印技術(shù)形成于該主體層I中，在本第一較佳實施例中，該光子晶體層3位于該η極電極21與該η層半導體層間。
[0021]其中，該光子晶體LED100與該擴散片200的距離定義為0D，滿足下列條件式:
[0022]OD ^ 25mm。
[0023]配合參閱圖3，該光子晶體層3的分布形態(tài)相當多變，圖3中僅舉出四種為例說明，該光子晶體層3的圖樣可以是棋盤狀、蜂巢狀或是其他較不規(guī)則的排列皆可。
[0024]配合參閱圖4與圖5，該光子晶體LED100對應該光學元件300安裝設置，該光學元件300包含一個入光面301及一個出光曲面302，該出光曲面302中央與外周緣部分凹陷，而中央與外周緣間的區(qū)域凸起，該光子晶體與該擴散片200的距離可以小于25 mm，確實有助于薄型化的設計考量，在本第一較佳實施例中，該光學元件300的形狀與多數(shù)個光子晶體LED100的排列方式僅為示意，皆可以依設計需求做對應調(diào)整。
[0025]配合參閱圖7，本發(fā)明在設計該光子晶體層時，是根據(jù)不同的光子晶體排列方式與間隔距離得到不同的光子能帶圖，當光子能帶圖中的交點數(shù)量越少時為越佳，之后在光子能帶圖上選定對應特定頻率的歸一化頻率，則可以得到圖6中的出光光形圖。
[0026]綜上所述，通過該光子晶體層3可以改變該主體層I原本的發(fā)光特性，能夠有效改善該主體層I的發(fā)光光形，如圖6所示，能使得出光光形圖更向外擴散且亮度分布更均勻，進而可以縮短該光子晶體LED100與擴散片200的距離0D，使其小于等于25 mm,能夠滿足大尺寸薄形化LED100電視的需求，故確實能達成本發(fā)明的目的。
[0027]以上僅就本發(fā)明的具體構(gòu)造實施例加予說明，在無違本發(fā)明的構(gòu)造與精神下，凡精于本【技術(shù)領域】的人士，尚可做種種的變化與修飾，諸此變化與修飾尚視為涵蓋在本案下列申請專利范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光子晶體發(fā)光二極管LED,適用于作為大尺寸薄形化LED電視的背光模組光源，該大尺寸薄形化LED電視包括一片擴散片，該光子晶體LED對應一個光學元件設置，其特征在于，該光子晶體LED包含: 一個主體層，包括一個上端面及一個相背設置的下端面，該主體層由該上端面出光，該主體層還包括一層鄰近上端面的光子晶體層，該光子晶體層為納米結(jié)構(gòu)；及 兩層電極層，分別位于該主體層的上下兩端面，其中一層電極層位于該光子晶體層上； 其中，該光子晶體LED與該擴散片的距離定義為0D，滿足下列條件式:
OD ^ 25 mm。
2.一種適用于供如權(quán)利要求1所述的光子晶體LED安裝設置的光學元件，其特征在于，包含: 一個入光面；及 一個出光曲面，該出光曲面中央與外周緣部分凹陷，而中央與外周緣間的區(qū)域凸起。
【文檔編號】H01L33/44GK104134737SQ201310159693
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月2日
【發(fā)明者】薛翰聰 申請人:政翔精密股份有限公司