[发明专利]一种光源装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于照明领域，尤其涉及一种光源装置及其制作方法。

背景技术

随着绿色科技的蓬勃发展，具有省电、体积小、低电压驱动以及不含汞等优点的电致发光二极管(Electro-luminance light emitting diode，EL-LED)，已被广泛地应用在平面显示器的背光模组与一般照明等领域。然而，电致发光二极管仍面临一些问题，主要是电能-光能之间的转换效率低，以及电致发光二极管所发射的大部分光线会被局限于组件的基板中。

在一般的电致发光二极管中，其外部效率(ηex)可由内部量子效率(ηin)与光汲取效率(ηext)等两个因数来表示，亦即：

ηex＝ηin·ηext

其中，内部量子效率(ηin)与电流注入效率有关，而电流注入效率与电致发光二极管的发光层、电极层等使用的材料有关。一般电致发光二极管的内部量子效率(ηin)已可达70％以上，进一步改善的空间较小。

另外，光汲取效率(ηext)的高低，是取决于电致发光二极管所发射的光线是否能有效地出射到电致发光二极管的外部。受限于全反射原理(total internal reflection)，公知的电致发光二极管所发射出的光线会被局限在电致发光二极管的基板与导光层之内。也就是说，由电致发光二极管的发光层发射出的光线必须小于基板与导光层的临界角(critical angle)，才可能离开电致发光二极管而进入空气中。一般情况下，公知的电致发光二极管的光汲取效率(ηext)只有百分之十几左右(约10％～18％)。因此，光汲取效率(ηext)可以改善的空间相当地大，许多研究者均对此投入许多心力进行相关的研究。

已知的提高光汲取效率(ηext)的方法，主要是在电致发光二极管的基板与导光层之间制作微型结构(micro-structure)，通过破坏光线的全反射机制而使被局限于基板内的光线散射到空气中。相关的研究中有采用锯齿状纹理结构(sawtooth texture structure)、微透镜(microlens)，或金字塔型(micro-pyrimid)等微型结构。

另外，也有在电致发光二极管的表面制作周期性的次波长结构(sub-wavelength structure)(即光子晶体)，相关的研究中有采用三角型晶格，或方形晶格等二维光子晶体，以将高折射率材料中的导光模态(guided mode)耦合为出光模态(air mode)。

最近也有一些作法为利用纳米金属结构。由于纳米金属结构具有高光学散射效率的特性，所以能破坏全反射机制，使被束缚在电致发光二极管的基板或导光层内的光线散射到空气中。相关的研究中有采用在电致发光二极管的基板上制作纳米金属线的方法；或者是美国专利公开号US 2006/0273327 A1，US2007/0120136等中所提到的在电致发光二极管内制作纳米金属光栅的方法。

由于纳米金属结构的尺寸相当小(数十～数百纳米)，所以纳米金属结构相对于先前的透明微型结构，可以更均匀地将光线从电致发光二极管的基板或导光层中汲取出来。然而，在上述制作纳米金属结构(纳米金属线、纳米金属光栅)的方法中，必须采用昂贵的电子束微影技术及精密度高的干式蚀刻机，以将电子束制作的图案转换到电致发光二极管的基板上。该方法不但成本高、速度慢，且不适用于大面积的制造以及量产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光源装置的制造方法，旨在解决现有技术制作纳米金属结构成本高、速度慢，且不适用于大面积的制造以及量产的问题。

本发明的另一目的在于提供一种光源装置，利用上述的光源装置的制造方法，制造出具有高光汲取效率(ηext)的光源装置。

基于上述，本发明提出一种光源装置的制造方法，所述方法包括：首先，提供一基板，其包括一发光元件区及位于发光元件区周围的一周边区；接着，在基板上方形成一纳米岛状图案层，形成所述纳米岛状图案层的步骤包括：在所述基板上形成一纳米材料层；以及加热所述纳米材料层，以使所述纳米材料层产生去湿润作用，而形成非周期性地排列的多个纳米岛状物；然后，在基板的发光元件区形成一发光元件，其中，发光元件发射出光线，且部分光线于基板中进行传输，纳米岛状图案层使在基板中传输的光线向基板的外部出射。

在本发明的一实施例中，上述加热纳米材料层的时间是10分钟～60分钟。

在本发明的一实施例中，上述加热纳米材料层的温度是200℃～400℃。

在本发明的一实施例中，上述在基板上形成纳米材料层的方法包括溅镀法。