一种新型发光光源的制作方法

文档序号:14401100阅读:172来源:国知局

本实用新型属于半导体光电子器件制造领域,特别涉及一种新型发光光源。



背景技术:

发光二极管(LED)是一种当在正向方向上被电偏置时以受激方式发光的半导体光源装置。根据材料的不同,LED可以发出近紫外、可见光和近红外光。

以氮化镓为代表的第三代半导体,可以制成高效的LED,氮化镓及其合金的带隙覆盖了从红外到紫外的光谱范围。它具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定性好等性质和强的抗辐射能力,在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。随着LED在光源领域的应用越来越广泛,由于LED光源具有体积小、寿命长、价格低喝发光效率高等有点,所以它开始逐步取代传统光源。随着LED生产技术的发展,市场上已出现了红、橙、黄、绿、蓝等各种颜色的LED产品。然而由于LED发光时LED 的光谱宽度较大,且会出现底面反射等问题,使得单色LED发光的单色性不理想,以及降低了LED光源的发光效率。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够获得更高纯度的色光,以实现更宽色域范围的新型发光光源。

为解决上述技术问题,本实用新型的技术方案为:一种新型发光光源,其创新点在于:包括由下而上依次设置的一维光子晶体全反射镜层、衬底、二维光子晶体层和发光光源,所述发光光源包括并排设置的蓝色光源、绿色光源和红色光源。

一种新型发光光源,其创新点在于:包括由下而上依次设置的衬底、一维光子晶体全反射镜层、二维光子晶体层和发光光源,所述发光光源包括并排设置的蓝色光源、绿色光源和红色光源。

一种新型发光光源,其创新点在于:包括由下而上依次设置的衬底、线缺陷三维光子晶体和发光光源,所述发光光源包括并排设置的蓝色光源、绿色光源和红色光源。

一种新型发光光源,其创新点在于:包括由下而上依次设置的线缺陷三维光子晶体、衬底和发光光源,所述发光光源包括并排设置的蓝色光源、绿色光源和红色光源。

进一步地,所述蓝色光源的波长峰值为400~480nm。

进一步地,所述绿色光源的波长峰值为500~580nm。

进一步地,所述红色光源的波长峰值为590~750nm。

进一步地,所述衬底选用蓝宝石衬底、AlN衬底、SiC衬底或Si衬底中的任一种。

进一步地,所述二维光子晶体层由同种材料、相同直径大小的介质柱以不同排列方式形成或由同种材料、直径大小不同的介质柱以不同排列方式形成。

进一步地,所述由同种材料、相同直径大小的介质柱构成的二维光子晶体层,二维光子晶体层的横截面可以是矩形、三角形或六边形结构中的任一种。

本实用新型的优点在于:

(1)本实用新型新型发光光源,使用单色光源时,衬底对单色光的反射会使得单色光的纯度大幅度下降,进而可以在发光光源的下方设置二维光子晶体层,使得向下发射的光只能向下垂直发射,向两侧发射的光被禁止,而一维光子晶体全反射镜层使得垂直向下发射的单色光全部反射回去,提高单射光的发光效率和纯度,二维光子晶体层与一维光子晶体全反射镜层相结合,使得向下发射的单色光,100%反射回去,使得单射光的纯度大幅度提升,可以提高发光光源的利用率,利用率能达到90%以上,同时获得更高纯度的色光,也可以采用线缺陷三维光子晶体结构,在三维光子晶体中引入线缺陷,使带隙中形成相应的缺陷能级,进而形成一条缺陷条纹,沿着这条缺陷条纹,光予得以顺利传播,其它任何试图脱离这条通路的光子都将被禁止,这实现了一条无任何损耗的光通路,使得向下发射的单色光,100%反射回去,使得单射光的纯度大幅度提升,可以提高发光光源的利用率,利用率能达到90%以上,同时获得更高纯度的色光。因此具有光子晶体结构的发光光源能够实现彩色显示的高色域和低功耗;

(2)本实用新型新型发光光源,其中,蓝色光源的波长峰值为400~480nm;绿色光源的波长峰值为500~580nm;红色光源的波长峰值为590~750nm;由于每个单色光源的波长范围不一样,在限定的波长范围的光出的才是红色或者绿色或者蓝色光,使得发出的光单色性更好;

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为实施例1新型发光光源的结构示意图。

图2为实施例2新型发光光源的结构示意图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本实用新型,但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例新型发光光源,如图1所示,包括由下而上依次设置的一维光子晶体全反射镜层1、衬底2、二维光子晶体层3和发光光源4,发光光源4包括并排设置的蓝色光源41、绿色光源42和红色光源43;其中,蓝色光源41的波长峰值为400~480nm,绿色光源42的波长峰值为500~580nm,红色光源43的波长峰值为590~750nm;实施时,也可将一维光子晶体全反射镜层1和衬底2对换位置。

实施例中,衬底1可选用蓝宝石衬底、AlN衬底、SiC衬底或Si衬底中的任一种。

本实施例新型发光光源,使用单色光源时,衬底对单色光的反射会使得单色光的纯度大幅度下降,进而在发光光源的下方设置二维光子晶体层3,使得向下发射的光只能向下垂直发射,向两侧发射的光被禁止,而一维光子晶体全反射镜层1使得垂直向下发射的单色光全部反射回去,提高单射光的发光效率和纯度,二维光子晶体层3与一维光子晶体全反射镜层1相结合,使得向下发射的单色光,100%反射回去,使得单射光的纯度大幅度提升,可以提高发光光源的利用率,利用率能达到90%以上,同时获得更高纯度的色光,因此具有光子晶体结构的发光光源能够实现彩色显示的高色域和低功耗。

此外,实施例中二维光子晶体层3可以是同种材料、相同直径大小的介质柱不同排列方式组成,二维光子晶体层的横截面可以是矩形、三角形或六边形结构中的任一种;横截面形状不同,获得的光子频率禁带宽窄也不一样,矩形的光子频率禁带范围较窄,三角形和六边形结构的光子频率禁带范围较宽。

为了获得更宽的光子频率禁带范围,还可以采用同种材料但直径大小不同的两种介质柱来构造二维光子晶体。光子频率禁带范围越宽,对发射光的禁止效果越好。

实施例2

本实施例新型发光光源,如图2所示,包括由下而上依次设置的线缺陷三维光子晶体1、衬底2和发光光源3,发光光源3包括并排设置的蓝色光源31、绿色光源32和红色光源33;其中,蓝色光源的波长峰值为400~480nm,绿色光源的波长峰值为500~580nm,红色光源的波长峰值为590~750nm;实施时,也可将线缺陷三维光子晶体1和衬底2对换位置。

实施例中,衬底1可选用蓝宝石衬底、AlN衬底、SiC衬底或Si衬底中的任一种。

本实施例新型发光光源,使用单色光源时,衬底对单色光的反射会使得单色光的纯度大幅度下降,进而采用线缺陷三维光子晶体1结构,在三维光子晶体中引入线缺陷,使带隙中形成相应的缺陷能级,进而形成一条缺陷条纹,沿着这条缺陷条纹,光予得以顺利传播,其它任何试图脱离这条通路的光子都将被禁止,这实现了一条无任何损耗的光通路,使得向下发射的单色光,100%反射回去,使得单射光的纯度大幅度提升,可以提高发光光源的利用率,利用率能达90%以上,同时获得更高纯度的色光,因此具有光子晶体结构的发光光源能够实现彩色显示的高色域和低功耗。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征以及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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