发光元件结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种发光元件结构，特别是涉及一种可增加光取出率及光发散角的发光元件结构。
【背景技术】
[0002]由于发光二极体(light emitting device, LED)具有寿命长、体积小及耗电量低等优点，发光二极体已被广泛地应用于各种照明装置及显示装置中。一般而言，发光二极体的结构通常包含发光单元以及封装单元。发光单元的发光二极体晶粒用于发出光线。封装单元用于包覆发光单元，且封装单元通常包含波长转换粒子，用于转换发光单元发出光线的波长。
[0003]然而，在现有的发光二极体中，封装单元的折射率和空气折射率之间的差异较大，进而使得发光单元发出的部分光线被封装单元及空气之间的介面全反射，因而使得现有的发光二极体的光取出率较差。再者现有的发光二极体的光发散角较小，进而降低发光二极体的照明效率。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型提供一种可增加光取出率及光发散角的发光元件结构，以解决现有技术的问题。
[0005]为解决以上技术问题，本实用新型的发光元件结构包含:发光单元，用于发出光线；封装单元，用于包覆发光单元，封装单元包含封装胶体及多个波长转换粒子，多个波长转换粒子分散于该封装胶体中；透明导光结构，设置于该封装单元上；第一周期性次波长微结构，形成于该透明导光结构的表面，第一周期性次波长微结构的折射率小于透明导光结构的折射率，其中第一周期性次波长微结构具有多孔及周期性图案，且相邻两孔中心之间的距离小于从透明导光结构通过第一周期性次波长微结构的光线的波长。
[0006]其中，该多个波长转换粒子包含荧光粉或量子点。
[0007]其中，该第一周期性次波长微结构以蚀刻或沉积方式形成在该透明导光结构的表面上。
[0008]该发光元件结构还包含:第二周期性次波长微结构，形成于透明导光结构及封装单元之间，第二周期性次波长微结构的折射率小于透明导光结构的折射率而大于封装单元的折射率，其中第二周期性次波长微结构具有多孔及周期性图案，且相邻两孔中心之间的距离小于从封装单元通过第二周期性次波长微结构的光线的波长。
[0009]其中，第二周期性次波长微结构以蚀刻或沉积方式形成在透明导光结构的表面上。
[0010]本实用新型的发光元件结构包含:发光单元，用于发出光线；封装单元，用于包覆发光单元，封装单元包含封装胶体及多个波长转换粒子，多个波长转换粒子分散于该封装胶体中；透明导光结构，设置于封装单元上；第一周期性次波长微结构，形成于透明导光结构表面，第一周期性次波长微结构的折射率小于透明导光结构的折射率，其中第一周期性次波长微结构具有周期性图案，使得从透明导光结构通过第一周期性次波长微结构的光线不产生绕射。
[0011 ] 其中，该多个波长转换粒子包含荧光粉或量子点。
[0012]其中，该第一周期性次波长微结构以蚀刻或沉积方式形成在该透明导光结构的表面上。
[0013]该发光元件结构还包含:第二周期性次波长微结构，形成于透明导光结构及封装单元之间，第二周期性次波长微结构的折射率小于透明导光结构的折射率而大于封装单元的折射率，其中第二周期性次波长微结构具有周期性图案，使得从封装单元通过第二周期性次波长微结构的光线不产生绕射。
[0014]其中，第二周期性次波长微结构以蚀刻或沉积方式形成在该透明导光结构的表面上。
[0015]通过上述方案，本实用新型的有益效果是:区别于现有技术，本实用新型的发光元件结构利用透明导光结构及周期性次波长微结构减少发光单元发出的光线被全反射的机会，以增加发光元件结构的光取出效率。再者，本实用新型的发光元件结构的透明导光结构可增加发光元件结构的光发散角度，以进一步改善发光元件结构的照明效率。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型发光元件结构的第一实施例的示意图；
[0017]图2是本实用新型第一周期性次波长微结构的示意图；
[0018]图3是本实用新型发光元件结构的第二实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0019]请参考图1，图1是本实用新型发光元件结构的第一实施例的示意图。如图1所示，本实用新型的发光元件结构100包含发光单元110，封装单元120，透明导光结构130以及第一周期性次波长微结构140。发光单元110用于发出光线，在本实用新型的实施例中，发光单元110为发光二极体晶粒，但本实用新型不以此为限。封装单元120用于包覆发光单元110，以提供保护。透明导光结构130设置于封装单元120上，一般而言，透明导光结构130的材质可以是玻璃、硅或其他适当材质，且透明导光结构130的折射率约1.5，介于封装单元120的折射率(约1.6)及空气的折射率(约I)之间，由于透明导光结构130的折射率接近封装单元120的折射率，因此当发光单元110发出的光线经由封装单元120到达透明导光结构130时，光线被透明导光结构130及封装单元120之间的介面Fl全反射的机会较少，进而增加发光元件结构100的光取出率。再者，透明导光结构130还可以进一步增加发光元件结构100的光发散角度。
[0020]第一周期性次波长微结构140形成于透明导光结构130上。在本实用新型的实施例中，第一周期性次波长微结构140在透明导光结构130的上表面以蚀刻方式所形成，但在本实用新型的其他实施例中，第一周期性次波长微结构140也可以在透明导光结构130的上表面以沉积或其他适当加工方式(例如激光加工)所形成。由于第一周期性次波长微结构140的多数孔142填满空气，第一周期性次波长微结构140包含玻璃及空气两种材质，因此第一周期性次波长微结构140的折射率介于透明导光结构130的折射率及空气的折射率之间，也就是说，第一周期性次波长微结构140的折射率介于I及1.5之间。由于第一周期性次波长微结构140的折射率介于透明导光结构130的折射率及空气的折射率之间，光线经由透明导光结构130及第一周期性次波长微结构140到达空气时的折射率是渐变的，因此当发光单元110发出的光线经由透明导光结构130到达第一周期性次波长微结构140时，光线被第一周期性次波长微结构140及透明导光结构130之间的介面F2全反射的机会较少。相似地，当发光单元110发出的光线经由第一周期性次波长微结构140到达空气时，光线被空气及第一周期性次波长微结构140之间的介面F3全反射的机会也会较少，因此第一周期性次波长微结构140可以进一步增加发光元件结构100的光取出率。
[0021]请参考图2，图2是本实用新型第一周期性次波长微结构的示意图。如图2所示，第一周期性次波长微结构140的多孔142形成周期性图案，且第一周期性次波长微结构142的相邻两孔中心之间的距离d小于λ/η，λ表示发光单元110发出的光线通过封装单元120后的波长，η表示第一周期性次波长微结构140的折射率，如此可以避免光线通过第一周期性次波长微结构140时产生干涉或绕射。另一方面，在第一周期性次波长微结构140的多数孔142形成的周期性图案中，相邻两孔中心之间的距离不一定是固定值，其也可以是规则性变化。
[0022]另外，在上述实施例中，封装单元120包含封装胶体122以及多个波长转换粒子124分散于封装胶体122中。多个波长转换粒子124用于转换发光单元110发出光线的波长。举例来说，多个波长转换粒子124可以是荧光粉或量子点，且可以视设计需求将发光单元110发出光线的波