基于熒光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光led的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了基于熒光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光LED，其可根據(jù)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行調(diào)制工作波段，其中在450nm~650nm可見(jiàn)光范圍消光比大于20dB，TM波透過(guò)率高于60%。本發(fā)明在熒光陶瓷基底表面引入一層低折射率的過(guò)渡層，過(guò)渡層的引入不僅提高了器件的效果而且避免了對(duì)金屬的刻蝕，使得制作工藝更為方便快捷，并且在過(guò)渡層表面集成一種介質(zhì)光柵和雙層金屬的復(fù)合結(jié)構(gòu)，將復(fù)合結(jié)構(gòu)與藍(lán)光GaN基LED相耦合，最終實(shí)現(xiàn)偏振白光出射。過(guò)渡層和介質(zhì)層光柵為氟化鎂、二氧化硅、PMMA等半導(dǎo)體材料構(gòu)成，納米光柵為鋁、銀、金等金屬材料構(gòu)成。
【專利說(shuō)明】
基于黃光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光LED
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及光學(xué)元件制備技術(shù)，具體設(shè)及一種基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu) 的GaN基偏振白光L邸的設(shè)計(jì)及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球能源問(wèn)題的不斷加劇，節(jié)能環(huán)保已漸漸成為全世界各國(guó)發(fā)展的主題。LED (light emitting diode)具有發(fā)光效率高、污染少、節(jié)約能源等特點(diǎn)，在很多應(yīng)用中顯示出 巨大優(yōu)勢(shì)。而白光二極管(LED)作為一種光源，W其光效高、壽命久的特點(diǎn)在固態(tài)照明、液晶 顯示、汽車前照燈等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，各國(guó)政府和企業(yè)在運(yùn)方面的投入也越來(lái)越大，應(yīng)用 前景極為看好。
[0003] 在白光Lm)日益發(fā)展的同時(shí)，偏振白光光源作為普通白光的一種功能上的擴(kuò)展，在 CCD偏振成像、光學(xué)存儲(chǔ)、光通信、光電探測(cè)、平板背光等方面具有特殊的應(yīng)用。尤其是在LCD (liquid crys化1 display)背光源中能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的非偏振光，運(yùn)樣可W舍棄目前背光源模 組中的下偏振片和增亮片，而舍棄的下偏振片原先要吸收29.3%的光效。顯而易見(jiàn)，偏振白 光光源應(yīng)用在LCD中可W降低能耗、提高能量轉(zhuǎn)化效率W及獲得高對(duì)比度成像，符合節(jié)能環(huán) 保的時(shí)代主題。
[0004] 在過(guò)去幾十年的發(fā)展中，人們對(duì)于器件偏振特性的研究不在少數(shù)，但是運(yùn)些器件 主要還是應(yīng)用在紅外波段。對(duì)于可見(jiàn)光波段的偏振器件，由于加工工藝限制，很多設(shè)計(jì)的應(yīng) 用在可見(jiàn)光范圍的納米結(jié)構(gòu)器件離真正的實(shí)際應(yīng)用還有一段距離。隨著深紫外光刻、電子 束曝光、納米壓印、離子束刻蝕等微納米工藝的發(fā)展，微納米級(jí)別偏振器件也得到較快的發(fā) 展。所W利用納米結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)高效偏振光(高透射率、高消光比或位相轉(zhuǎn)換）的輸出尤其是 偏振白光，對(duì)于眾多領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)，具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。白光LED作為極具發(fā)展?jié)?力的新型光源，在很多方面都有應(yīng)用，近幾年來(lái)發(fā)展十分迅速。白光Lm)行業(yè)做的比較成熟 的主要是美國(guó)、歐盟還有日本。我國(guó)和運(yùn)些國(guó)家主要的差距體現(xiàn)在藍(lán)光忍片和紫外忍片的 研制上。目前，主要可W通過(guò)立種方式獲取白光LED,第一種是利用"藍(lán)光忍片+巧光粉"的組 合方式來(lái)形成白光，第二種是利用多種單色光混合形成白光。第=種是多量子阱型。運(yùn)幾種 方法都已能成功產(chǎn)生白光器件。從制作工藝、生產(chǎn)效率及效益等方面來(lái)說(shuō)，目前，可W投入 大量生產(chǎn)的還是藍(lán)光忍片和黃色巧光粉運(yùn)種組合方式。比如日本日亞化學(xué)公司就是利用運(yùn) 種方法將黃色巧光粉與藍(lán)光Lm)結(jié)合，研發(fā)了白光LED。經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的發(fā)展，運(yùn)種生產(chǎn)方 式已成為主流。隨著發(fā)光亮度和功率的不斷提高，傳統(tǒng)的點(diǎn)膠工藝W及有機(jī)封裝材料例如 環(huán)氧樹(shù)脂，使得器件出光均勻性很難保證，而且不耐高溫，材料容易老化進(jìn)而影響使用壽 命。
[0005] 為了應(yīng)對(duì)運(yùn)些問(wèn)題，各國(guó)將重點(diǎn)放在了巧光材料的研究上，W及進(jìn)一步優(yōu)化L邸的 封裝方式。目前主要通過(guò)表面粗化處理、光子晶體、倒裝技術(shù)、巧光粉層遠(yuǎn)離等方式來(lái)提高 L抓的光提取效率。巧光封裝材料方面，2005年日本電氣玻璃公司制備了用于白光LED的微 晶玻璃陶瓷巧光體;荷蘭飛利浦公司2008年報(bào)導(dǎo)了將巧光粉滲雜到氧化侶多晶陶瓷中，實(shí) 現(xiàn)與藍(lán)光忍片的封裝；國(guó)內(nèi)中山大學(xué)在YAG單晶中滲雜稀±再與藍(lán)光忍片封裝，得到白光； 華南師范大學(xué)則將制備的玻璃巧光體直接用于封裝白光LED"2010年第十屆全球固態(tài)照明 國(guó)際會(huì)議上，飛利浦公司再次展示了用巧光陶瓷封裝L邸的最新成果，獲得顯色指數(shù)達(dá)90的 各種色溫的白光。2011年上海國(guó)際新光源&新能源照明展覽上日亞公司展出了其采用Ce: YAG透明陶瓷封裝的白光LED產(chǎn)品。2015年上海光機(jī)所研究出的MgAb化-Ce: YAG透明巧光陶 瓷在相關(guān)色溫5000K的條件下，最大流明效率達(dá)到991m/W。
[0006] 目前，主要有=種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)Lm)的偏振出光。（1)將磁性元素滲入材料體系中，運(yùn) 樣能直接產(chǎn)生偏振光，但是滲雜的難度比較大，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難；（2)可W通過(guò)外延生長(zhǎng) 的方式，在半極性或者非極性表面直接長(zhǎng)GaN基LED，獲取偏振光，但是運(yùn)種偏振L抓制作工 藝復(fù)雜，材料生長(zhǎng)困難，而且偏振光的消光比也不是很高；（3)利用納米光學(xué)結(jié)構(gòu)集成在LED 忍片的表面，實(shí)現(xiàn)偏振出光。在OLm)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)偏振白光主要是通過(guò)一些有機(jī)物的混合，運(yùn)些 有機(jī)物在特定溫度條件下具有特殊的性質(zhì)從而產(chǎn)生偏振白光，往往運(yùn)種偏振白光的偏振度 比較低，熱穩(wěn)定性也存在一定問(wèn)題，與實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用還有一段距離；而如果不考慮本身 OLED的白光偏振，在外部設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)白光偏振輸出，運(yùn)對(duì)偏振度的提高有很大的幫助， 但是對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用來(lái)說(shuō)還是略顯復(fù)雜。隨著偏振L邸的研究W及光刻工藝越來(lái)越成熟， 利用微結(jié)構(gòu)與白光Lm)相結(jié)合的方式來(lái)產(chǎn)生偏振白光，無(wú)論從出射白光質(zhì)量還是加工工藝 方面來(lái)說(shuō)，都是很有前景的。因此很有必要研發(fā)新的方法將微納米結(jié)構(gòu)與巧光陶瓷相結(jié)合， 獲取局品質(zhì)偏振白光。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光LED,能 夠?qū)崿F(xiàn)激發(fā)偏振白光的功能，并具波段較寬，偏振出光的角度適應(yīng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制 作的特點(diǎn)；本發(fā)明公開(kāi)的偏振白光L抓在450nm~650nm波段內(nèi)透過(guò)率高于60%，消光比大于 20地（±60。）。
[0008] 為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 一種基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光LED，包括藍(lán)光LED、巧光陶瓷基底、 過(guò)渡層、介質(zhì)光柵層、金屬層;所述巧光陶瓷基底一面禪合藍(lán)光LED,另一面復(fù)合過(guò)渡層;所 述介質(zhì)光柵層位于過(guò)渡層表面;所述金屬層位于介質(zhì)光柵層的凹槽W及凸起的表面;所述 介質(zhì)光柵層的周期為140 nm-160nm，占空比為0.4-〇.6，高度為7〇11111-9〇11111;所述金屬層的高 度為 40nm-60nm。
[0009] 本發(fā)明基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光Lm)在巧光陶瓷基底表面引 入一層低折射率的過(guò)渡層，并且在過(guò)渡層表面集成介質(zhì)光柵和金屬層，得到雙層納米光柵 的復(fù)合結(jié)構(gòu);最終將復(fù)合結(jié)構(gòu)與GaN基藍(lán)光L邸相禪合，最終實(shí)現(xiàn)偏振白光出射?；诪榍晒?陶瓷基底材料，過(guò)渡層和介質(zhì)層光柵為氣化儀、二氧化娃、PMMA等材料構(gòu)成，金屬為侶、銀、 金等金屬材料構(gòu);納米光柵是介質(zhì)光柵與金屬?gòu)?fù)合而成的雙層光柵且雙層光柵結(jié)構(gòu)覆蓋于 過(guò)渡層之上，將巧光陶瓷復(fù)合雙層納米光柵結(jié)構(gòu)與GaN基藍(lán)光L抓結(jié)構(gòu)禪合實(shí)現(xiàn)白光L抓器 件。本發(fā)明的過(guò)渡層和介質(zhì)光柵的材料可W-樣也可W不一樣，具備較低的折射率，優(yōu)選材 料一致，對(duì)器件的制備和生產(chǎn)效率有利，只需在基底上鍛一層IOOnm的膜，再在膜上涂壓印 膠，進(jìn)行納米壓印做出掩模版，再對(duì)膜進(jìn)行刻蝕即可。
[0010] 本發(fā)明中，復(fù)合結(jié)構(gòu)為雙層納米介質(zhì)-金屬結(jié)構(gòu)，金屬產(chǎn)生TE偏振激發(fā)金屬線的電 子而產(chǎn)生電流，使得該方向上的偏振光反射，而TM偏振光由于在該方向上有空氣間隙將金 屬線阻攔而無(wú)法產(chǎn)生電流，此時(shí)光波會(huì)透過(guò)光柵，能夠達(dá)到較高的偏振光透過(guò)率和較高的 消光比。
[0011] 本發(fā)明中，介質(zhì)光柵及過(guò)渡層為氣化儀、二氧化娃、PMMA等;本發(fā)明優(yōu)選氣化儀作 為過(guò)渡層W及介質(zhì)光柵層，與巧光陶瓷基體復(fù)合，傳輸層氣化儀具有較高的折射率（n~ 1.83)，該結(jié)構(gòu)在550nmW下的短波范圍內(nèi)TM波透過(guò)率和消光比都有明顯的提升，從而提高 器件的TM波透過(guò)率和消光比。優(yōu)選過(guò)渡層為氣化儀過(guò)渡層、介質(zhì)光柵層為氣化儀光柵層、金 屬層為侶層。過(guò)渡層與介質(zhì)光柵材料一致為氣化儀，可W獲得較低折射率，而且能原料來(lái)源 廣泛，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，也便于刻蝕，金屬層材料為侶，產(chǎn)品性能好，尤其能獲得比較高的透過(guò)率， 同時(shí)侶祀材比較常見(jiàn)，而且易保存。
[0012] 本發(fā)明中，所述基底為巧光陶瓷;巧光陶瓷的許多性能指標(biāo)都優(yōu)于傳統(tǒng)的Lm)封裝 材料環(huán)氧樹(shù)脂和有機(jī)娃，為白光Lm)封裝W及巧光轉(zhuǎn)換提供了一種新的方法，并對(duì)高品質(zhì)白 光的獲取具有重大的參考價(jià)值。
[0013] 優(yōu)選的技術(shù)方案中，基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光Lm)中，低折射 率過(guò)渡層厚度冊(cè)=20nm;雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的介質(zhì)光柵的周期為P=I5化m，占空比DC=O. 5，介 質(zhì)光柵層高度H2=80nm，金屬層的高度為Hl=SOnm;過(guò)渡層高度H3=20nm。將巧光陶瓷復(fù)合雙 層納米光柵結(jié)構(gòu)與GaN基藍(lán)光L抓結(jié)構(gòu)禪合實(shí)現(xiàn)白光L抓器件。運(yùn)組優(yōu)化參數(shù)，可W使結(jié)構(gòu) 達(dá)到波段最寬，具有很好的角度適應(yīng)性，TM波透過(guò)率和消光比達(dá)到最高的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的基 于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光Lm)對(duì)應(yīng)的工作波段為可見(jiàn)光波段;通過(guò)結(jié)構(gòu) 參數(shù)的選取，本發(fā)明可W適用不同工作波段，其中在450nm~650nm可見(jiàn)光范圍消光比大于 20地，TM波透過(guò)率高于60%;其消光比在±60°的范圍內(nèi)均大于20dB，具有很好的角度適應(yīng) 性。
[0014] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于巧光陶瓷及雙層納米光柵的封裝結(jié)構(gòu)，包括巧光陶瓷基 底、過(guò)渡層、介質(zhì)光柵層、金屬層;所述巧光陶瓷基底一面復(fù)合過(guò)渡層;所述介質(zhì)光柵層位于 過(guò)渡層表面;所述金屬層位于介質(zhì)光柵層的凹槽W及凸起的表面;所述介質(zhì)光柵層的周期 為140 nm-160皿，占空比為0.4-0.6，高度為70皿-90皿;所述金屬層的高度為40皿-60皿;介 質(zhì)光柵的高度高于金屬層30nm左右獲得性能最佳的產(chǎn)品。
[0015] 上述基于巧光陶瓷及雙層納米光柵的封裝結(jié)構(gòu)中，所述過(guò)渡層為氣化儀過(guò)渡層、 二氧化娃過(guò)渡層或者PMMA過(guò)渡層;所述介質(zhì)光柵層為氣化儀光柵層、二氧化娃光柵層或者 PMMA光柵層;所述金屬層為侶層、銀層或者金層;所述介質(zhì)光柵層的周期為P=150nm，占空比 DC=O. 5，高度肥=SOnm;所述金屬層的高度為Hl=SOnm;過(guò)渡層厚度冊(cè)為20nm。
[0016] 將基于巧光陶瓷及雙層納米光柵的封裝結(jié)構(gòu)與藍(lán)光L邸比如GaN基藍(lán)光L邸結(jié)構(gòu) 禪合實(shí)現(xiàn)白光Lm)器件。本發(fā)明W巧光陶瓷為基底利用納米壓印，離子束刻蝕，電子束蒸發(fā) 鍛膜等高校微納制備技術(shù)制造的白光偏振L邸所公開(kāi)的偏振白光L邸在450nm~650nm波段內(nèi) 透過(guò)率高于60%，消光比大于20地（±60°);并且具有體積小，極易與其他光電器件集成，生 產(chǎn)效率高成本低等優(yōu)點(diǎn)。因此本發(fā)明還公開(kāi)了上述基于巧光陶瓷及雙層納米光柵的封裝結(jié) 構(gòu)在制備偏振白光LED中的應(yīng)用。
[0017] 進(jìn)一步的，本發(fā)明還公開(kāi)了基于巧光陶瓷及雙層納米光柵的封裝結(jié)構(gòu)的制備方 法，包括W下步驟:在清洗后的巧光陶瓷基底表面鍛過(guò)渡層材料;然后在過(guò)渡層材料表面制 備介質(zhì)光柵層，最后在介質(zhì)光柵層的凹槽W及凸起的表面鍛金屬層即得到基于巧光陶瓷及 雙層納米光柵的封裝結(jié)構(gòu)。將基于巧光陶瓷及雙層納米光柵的封裝結(jié)構(gòu)與藍(lán)光Lm)禪合，得 到基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光LED。
[0018] 具體的，首先，對(duì)基底進(jìn)行清洗去除基片表面的臟點(diǎn)和油污從而使基片表面具有 較好的清潔度W及粘附力;然后利用離子束瓣射沉積在基底上，鍛一層過(guò)渡介質(zhì)層，接著利 用旋涂法涂布上一層壓印膠，利用紫外固化納米壓印技術(shù)刻出納米光柵光刻膠結(jié)構(gòu)，再使 用離子束(IBE)工藝刻蝕，接著去除殘余光刻膠得到介質(zhì)納米光柵，最后利用離子束瓣射沉 積在介質(zhì)光柵的凹槽W及凸起的上表面鍛一層金屬層，得到基于巧光陶瓷及雙層納米光柵 的封裝結(jié)構(gòu);與藍(lán)光L邸禪合，得到基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光LED。可W 采用電子束直寫(xiě)曝光并顯影;用反應(yīng)離子束刻蝕光刻膠;利用丙酬去除殘余光刻膠。
[0019] 由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)： 1.本發(fā)明首次公開(kāi)了基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光LED,具有較 好的TM波透過(guò)率和消光比，從而實(shí)現(xiàn)激發(fā)偏振白光的功能，其在450nm~650nm可見(jiàn)光范圍內(nèi) 的消光比大于20地，TM波透過(guò)率高于60%，取得了意想不到的技術(shù)效果。
[0020] 2.本發(fā)明所公開(kāi)的基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光L抓結(jié)構(gòu) 合理、易于制作，基于巧光陶瓷的雙層納米光柵尺寸參數(shù)可調(diào)，制備方法與現(xiàn)有的半導(dǎo)體制 作工藝完全兼容;克服了現(xiàn)有技術(shù)需要繁瑣的制備過(guò)程才能得到偏振出光器件的缺陷。
[0021] 3.本發(fā)明公開(kāi)的基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光LED原料來(lái) 源廣、制備簡(jiǎn)易，相比現(xiàn)有技術(shù)財(cái)力、時(shí)間成本更低;并且性能優(yōu)異，在光學(xué)傳感系統(tǒng)、先進(jìn) 的納米光子器件W及結(jié)構(gòu)光學(xué)系統(tǒng)中，具有很大的應(yīng)用價(jià)值。
[0022] 4.本發(fā)明將納米光柵與巧光陶瓷相結(jié)合，設(shè)計(jì)微納結(jié)構(gòu)來(lái)獲得高的白光的透過(guò) 率和偏振度，在巧光陶瓷表面引入了 一層低折射率過(guò)渡層，并在過(guò)渡層表面集成介質(zhì)/金屬 復(fù)合納米光柵結(jié)構(gòu)，可W有效的提高結(jié)構(gòu)的透過(guò)率和偏振消光比，實(shí)現(xiàn)了高效偏振GaN基白 光LED的可行性;尤其是搭建了偏振特性測(cè)量平臺(tái)，對(duì)制成的樣品進(jìn)行光學(xué)性能的檢測(cè)與分 析，本發(fā)明得到偏振白光L抓在450nm~650nm波段內(nèi)透過(guò)率高于60%，消光比大于20dB(± 60° )，具有很好的角度適應(yīng)性，取得了意想不到的技術(shù)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為實(shí)施例一的基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光L抓結(jié)構(gòu)示 意圖； 圖2為實(shí)施例一的基于巧光陶瓷和雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基白光L抓主視結(jié)構(gòu)示意 圖； 圖3為實(shí)施例二中基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光L抓結(jié)構(gòu)示意 圖； 其中：1、金屬層;2、介質(zhì)光柵層;3、過(guò)渡層;4、巧光陶瓷基底;5、藍(lán)光LED; 圖4為實(shí)施例一的基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光LED的折射率曲 線圖； 圖5為實(shí)施例一的光由基底入射基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光 L邸的折射率曲線后的TM透過(guò)率和消光比曲線圖； 圖6為實(shí)施例一的基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光L抓的藍(lán)光光譜 曲線圖，中屯、波長(zhǎng)是458nm; 圖7為實(shí)施例一的實(shí)際測(cè)量的光由基底入射通過(guò)雙層納米金屬光柵后的白光L抓的TM 波和TE波光譜； 圖8為實(shí)施例一的實(shí)際測(cè)量的光由基底入射通過(guò)雙層納米金屬光柵后的白光Lm)的消 光比曲線圖； 圖9為實(shí)施例一的實(shí)際測(cè)量的光由基底入射通過(guò)雙層納米金屬光柵后的白光L抓的TM 波的透過(guò)率曲線圖； 圖10為實(shí)施例一的實(shí)際測(cè)量的光由基底入射通過(guò)雙層納米金屬光柵后的白光L抓的TM 波透過(guò)率隨角度變化的曲線圖； 圖11為實(shí)施例一的實(shí)際測(cè)量的光由基底入射通過(guò)雙層納米金屬光柵后的白光Lm)的消 光比隨角度變化的曲線圖； 圖12為實(shí)施例一的過(guò)渡層厚度化3)對(duì)基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振 白光L邸的透過(guò)率的影響圖； 圖13為實(shí)施例一的過(guò)渡層厚度化3)對(duì)基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振 白光L邸的消光比的影響圖； 圖14為實(shí)施例一的介質(zhì)光柵高度化2)對(duì)基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏 振白光L邸的透過(guò)率的影響圖； 圖15為實(shí)施例一的介質(zhì)光柵高度化2)對(duì)基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏 振白光L邸的消光比的影響圖； 圖16為實(shí)施例一的金屬光柵高度化1)對(duì)基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏 振白光L邸的透過(guò)率的影響圖； 圖17為實(shí)施例一的金屬光柵高度化1)對(duì)基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏 振白光L邸的消光比的影響圖； 圖18為實(shí)施例一的占空比DC對(duì)基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光 L邸的透過(guò)率的影響圖； 圖19為實(shí)施例一的占空比DC對(duì)基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光 L邸的消光比的影響圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述： 實(shí)施例一:參見(jiàn)附圖1所示，基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光LED, 包括1、金屬層;2、介質(zhì)光柵層;3、過(guò)渡層;4、巧光陶瓷基底;5、藍(lán)光LEDsGaN基藍(lán)光L抓發(fā)出 藍(lán)光經(jīng)基巧光陶瓷的雙層納米金屬光柵，發(fā)出偏振白光，即為基于巧光陶瓷及雙層納米光 柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光LED。
[0025] 參見(jiàn)附圖2,基于巧光陶瓷和雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基白光L抓主視結(jié)構(gòu)示意圖； 其中：介質(zhì)光柵層周期P=15化m;占空比DC= Ll/P=0.5;金屬層高度化=50nm;介質(zhì)光柵高度 H2=80nm;過(guò)渡層厚度H3=20nm。上述雙層納米光柵結(jié)構(gòu)基于巧光陶瓷基片并與GaN基藍(lán)光 L邸結(jié)構(gòu)禪合實(shí)現(xiàn)白光L邸器件。
[0026] 上述基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光L邸的制作方法，包括如 下步驟： (1) 對(duì)巧光陶瓷進(jìn)行清洗去除表面的臟點(diǎn)和油污從而使巧光陶瓷表面具有較好的清潔 度W及粘附力； (2) 利用離子束瓣射沉積在巧光陶瓷上鍛一層厚度為IOOnm的二氧化娃介質(zhì)層； (3) 利用旋涂法涂布上一層壓印膠； (4) 利用紫外固化納米壓印技術(shù)刻出納米光柵光刻膠結(jié)構(gòu)； (5) 使用離子束(I肥)工藝刻蝕，接著去除殘余光刻膠得到介質(zhì)納米光柵； (6) 最后利用離子束瓣射沉積在介質(zhì)光柵的凹槽W及凸起上面鍛一層厚度為50nm的侶 金屬層； (7) 本實(shí)施例制備的樣品面積為2英寸，結(jié)構(gòu)區(qū)域20mmX 20mm，從結(jié)構(gòu)區(qū)域裁剪一小塊 樣品，用光學(xué)粘合劑(折射率1.7左右)將運(yùn)一小塊樣品與藍(lán)光忍片化aN基藍(lán)光LED)做貼合， 運(yùn)樣就形成了基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光LED。
[0027] 實(shí)施例二 參見(jiàn)附圖3,基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光LED,包括1、金屬層； 2、介質(zhì)光柵層;3、過(guò)渡層;4、巧光陶瓷基底;5、藍(lán)光LED;其中：介質(zhì)光柵層周期P=15化m;占 空比DC= Ll/P=0.5;金屬層高度化=5化m;介質(zhì)光柵（二氧化娃）高度H2=80nm;過(guò)渡層（氣化 儀)厚度H3=20nm。上述雙層納米光柵結(jié)構(gòu)基于巧光陶瓷基片并與GaN基藍(lán)光L抓結(jié)構(gòu)禪合實(shí) 現(xiàn)白光LED器件。
[0028] 基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光L邸的制作方法，包括如下步 驟： (1) 對(duì)巧光陶瓷進(jìn)行清洗去除表面的臟點(diǎn)和油污從而使巧光陶瓷表面具有較好的清潔 度W及粘附力； (2) 利用離子束瓣射沉積在巧光陶瓷上鍛一層厚度為20nm的氣化儀薄膜作為過(guò)渡層， 再繼續(xù)鍛SOnm的二氧化娃介質(zhì)層作為制作介質(zhì)光柵的材料； (3) 利用旋涂法涂布上一層壓印膠； (4) 利用紫外固化納米壓印技術(shù)刻出納米光柵光刻膠結(jié)構(gòu)； 巧)使用離子反應(yīng)去膠機(jī)去除殘余光刻膠得到壓印膠介質(zhì)納米光柵； (6) 使用離子束(IBE)工藝W壓印膠介質(zhì)納米光柵作為掩膜版對(duì)二氧化娃層進(jìn)行刻蝕， 刻蝕深度為80皿，接著去除殘余光刻膠得到介質(zhì)納米光柵； (7) 最后利用離子束瓣射沉積在介質(zhì)光柵的凹槽W及凸起上面鍛一層厚度為50nm的侶 層； (8) 從結(jié)構(gòu)區(qū)域裁剪一小塊樣品，用光學(xué)粘合劑(折射率1.7左右)將運(yùn)一小塊樣品與藍(lán) 光忍片(GaN基藍(lán)光LED)做貼合，運(yùn)樣就形成了基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基 偏振白光LED。
[0029] 實(shí)施例S 基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光L邸參數(shù)與實(shí)施例一一致，制作方 法包括如下步驟： (1) 對(duì)巧光陶瓷進(jìn)行清洗去除表面的臟點(diǎn)和油污從而使巧光陶瓷表面具有較好的清潔 度W及粘附力； (2) 利用離子束瓣射沉積在巧光陶瓷上鍛一層厚度為IOOnm的氣化儀介質(zhì)層； (3) 利用旋涂法涂布上一層壓印膠； (4) 利用紫外固化納米壓印技術(shù)刻出納米光柵光刻膠結(jié)構(gòu)； 巧)使用離子反應(yīng)去膠機(jī)去除殘余光刻膠得到壓印膠介質(zhì)納米光柵； (6) 使用離子束(I肥)工藝刻蝕，接著去除殘余光刻膠得到介質(zhì)納米光柵； (7) 最后利用離子束瓣射沉積在介質(zhì)光柵的凹槽W及凸起上面鍛一層厚度為50nm的金 層； (8) 從結(jié)構(gòu)區(qū)域裁剪一小塊樣品，用光學(xué)粘合劑(折射率1.7左右)將運(yùn)一小塊樣品與藍(lán) 光忍片(GaN基藍(lán)光LED)做貼合，運(yùn)樣就形成了基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基 偏振白光LED。
[0030] 實(shí)施例四 基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光LED,其中介質(zhì)光柵層周期P= 155皿；占空比DC= L1/P=0.45;金屬層高度化=52皿;介質(zhì)光柵高度肥=85皿;過(guò)渡層厚度H3= 20nm。制作方法包括如下步驟： (1) 對(duì)巧光陶瓷進(jìn)行清洗去除表面的臟點(diǎn)和油污從而使巧光陶瓷表面具有較好的清潔 度W及粘附力； (2) 利用離子束瓣射沉積在巧光陶瓷上鍛一層厚度為105nm的氣化儀介質(zhì)層； (3) 利用旋涂法涂布上一層壓印膠； (4) 利用紫外固化納米壓印技術(shù)刻出納米光柵光刻膠結(jié)構(gòu)； 巧)使用離子反應(yīng)去膠機(jī)去除殘余光刻膠得到壓印膠介質(zhì)納米光柵； (6) 使用離子束(I肥)工藝刻蝕，接著去除殘余光刻膠得到介質(zhì)納米光柵； (7) 最后利用離子束瓣射沉積在介質(zhì)光柵的凹槽W及凸起上面鍛一層厚度為52nm的侶 層； (8) 從結(jié)構(gòu)區(qū)域裁剪一小塊樣品，用光學(xué)粘合劑(折射率1.7左右)將運(yùn)一小塊樣品與藍(lán) 光忍片(GaN基藍(lán)光LED)做貼合，運(yùn)樣就形成了基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基 偏振白光LED。
[0031] 實(shí)施例五 基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光LED,其中介質(zhì)光柵層周期P= 145nm;占空比DC= Ll/P=0.5;金屬層高度Hl=55nm;介質(zhì)光柵高度H2=88nm;過(guò)渡層厚度H3= 20nm。制作方法包括如下步驟： (1) 對(duì)巧光陶瓷進(jìn)行清洗去除表面的臟點(diǎn)和油污從而使巧光陶瓷表面具有較好的清潔 度W及粘附力； (2) 利用離子束瓣射沉積在巧光陶瓷上鍛一層厚度為IOSnm的二氧化娃介質(zhì)層； (3) 利用旋涂法涂布上一層壓印膠； (4) 利用紫外固化納米壓印技術(shù)刻出納米光柵光刻膠結(jié)構(gòu)； 巧)使用離子反應(yīng)去膠機(jī)去除殘余光刻膠得到壓印膠介質(zhì)納米光柵； (6)使用離子束(I肥)工藝刻蝕，接著去除殘余光刻膠得到介質(zhì)納米光柵； (7) 最后利用離子束瓣射沉積在介質(zhì)光柵的凹槽W及凸起上面鍛一層厚度為55nm的侶 層； (8) 從結(jié)構(gòu)區(qū)域裁剪一小塊樣品，用光學(xué)粘合劑(折射率1.7左右)將運(yùn)一小塊樣品與藍(lán) 光忍片(GaN基藍(lán)光LED)做貼合，運(yùn)樣就形成了基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基 偏振白光LED。
[0032] W實(shí)施例一的產(chǎn)品為對(duì)象進(jìn)行W下測(cè)試： 利用抑TD Solution(化nada)軟件來(lái)模擬計(jì)算光場(chǎng)，選用2D模式搭建結(jié)構(gòu)，在水平方向 上設(shè)置周期性邊界條件。在垂直方向由于多種介質(zhì)存在，邊界條件利用完美匹配層，模擬光 源為平面波設(shè)置在巧光陶瓷內(nèi)部，波長(zhǎng)范圍是400nm~700nm，沿垂直方向入射，通過(guò)楠偏儀 檢測(cè)，得到上述基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光L抓的折射率曲線，參 見(jiàn)附圖4，在整個(gè)可見(jiàn)光波段，巧光陶瓷的折射率在1.82-一1.87，折射率變化不大，比較穩(wěn) 定，適合作為基底與納米光柵結(jié)合做白光偏振LED。由于巧光陶瓷襯底相對(duì)于傳輸層氣化儀 (n~1.38)具有較高的折射率(n~1.83)，該結(jié)構(gòu)在550nmW下的短波范圍內(nèi)TM波透過(guò)率和消 光比都有明顯的提升。
[0033] 附圖5為光由基底入射基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光L邸的 折射率曲線后的TM透過(guò)率和消光比曲線圖，參見(jiàn)附圖4，P=150nm，Hl=50nm，H2=80nm，H3= 20nm，DC=0.5的參數(shù)下，在450皿~750皿波段，整體的透過(guò)率和消光比分別高于70%和30地， 偏振特性好。
[0034] 附圖6為基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光L邸藍(lán)光光譜，用GaN 基藍(lán)光L邸作為白光的激發(fā)光源，中屯、波長(zhǎng)是458nm。從圖6中可W看出GaN基藍(lán)光L邸在波長(zhǎng) 為458nm時(shí)能量最高，而且中屯、波長(zhǎng)光譜較窄，單色性較好，適合作為白光的激發(fā)光源。
[0035] 樣品面積為2英寸，結(jié)構(gòu)區(qū)域20mmX20mm，從結(jié)構(gòu)區(qū)域裁剪一小塊樣品，用光學(xué)粘 合劑(折射率1.7左右)將運(yùn)一小塊樣品與藍(lán)光忍片做貼合，形成了集成式的偏振白光Lm)忍 片。將白光Lm)固定在小型激光器套筒里面，運(yùn)樣固定W后更加穩(wěn)定，便于測(cè)量。用兩根導(dǎo)線 連接引腳，并與電源相連。出射的白光會(huì)透過(guò)檢偏器，通過(guò)檢偏器角度e的旋轉(zhuǎn)，來(lái)檢測(cè)白光 的偏振特性。偏振片后面是光譜儀，用光纖探頭來(lái)接收光，也可W用聚焦透鏡，將白光聚焦 到光譜儀的接收口進(jìn)行探測(cè)。消光比的測(cè)量主要是調(diào)整檢偏器的角度，邊旋轉(zhuǎn)檢偏器，邊觀 察出射白光的光譜變化。分別記錄最強(qiáng)和最弱兩次光譜，分別對(duì)應(yīng)TM波和TE波。附圖7為實(shí) 際測(cè)量的光由基底入射通過(guò)雙層納米金屬光柵后的白光L抓的TM波和TE波光譜;可W看出 在400-700nm波段內(nèi)，TM波能夠透過(guò)一部分，在458nm波長(zhǎng)左右能夠透過(guò)很大的能量，而TE在 整個(gè)400-700nm波段幾乎不透過(guò)。
[0036] 附圖8為實(shí)際測(cè)量的光由基底入射通過(guò)雙層納米金屬光柵后的白光Lm)的消光比 曲線圖；白光L抓光譜的譜帶范圍較寬，TM波光譜到TE波光譜變化比較明顯，提取兩條譜線 的實(shí)際數(shù)值，按照消光比計(jì)算公式:1???綻讀!案誠(chéng)事|誠(chéng)吏1：捶巧W得到消光比曲線如 圖8。
[0037] W純巧光陶瓷基片為對(duì)象，上面沒(méi)有任何微結(jié)構(gòu)，也沒(méi)有沉積任何過(guò)渡層，直接用 藍(lán)光L邸激發(fā)，測(cè)量不存在偏振特性的白光光譜；W帶有雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的巧光陶瓷基片 為對(duì)象，測(cè)量偏振白光的光譜。第二次光譜數(shù)值與第一次之比所得的曲線即為T(mén)M波透過(guò)率 曲線，參見(jiàn)圖9,從圖9中可W看出，本發(fā)明的出光效率在60%上下，非常穩(wěn)定，可W投入到生 產(chǎn)中。
[0038] 附圖10和附圖11，為基于巧光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的GaN基偏振白光L邸不同 角度出光情況下的偏振特性，可W看出，透過(guò)率隨角度變化下降的比較明顯，而消光比在 60°的范圍內(nèi)都能保持在20地，對(duì)于消光比來(lái)說(shuō)體現(xiàn)了很好的角度適應(yīng)性，符合在實(shí)際應(yīng)用 中，白光LED寬角度發(fā)散發(fā)光的要求。
[0039] 附圖12和附圖13給出了在整個(gè)可見(jiàn)光范圍內(nèi)，傳輸層厚度的變化對(duì)透過(guò)率和消光 比的影響。從圖中可W看出，由于巧光陶瓷襯底相對(duì)于傳輸層氣化儀(n~1.38)具有較高的 折射率(n~1.83)，該結(jié)構(gòu)在550nmW下的短波范圍內(nèi)TM波透過(guò)率和消光比都有明顯的提升， 綜合比較不同厚度處的透過(guò)率和消光比，傳輸層厚度在H3=20nm時(shí)，透過(guò)率在整個(gè)可見(jiàn)光波 段范圍處于較高的位置，而且在可見(jiàn)光波段，整體透過(guò)率高于70%，消光比大于30地。相對(duì)于 沒(méi)有傳輸層的情況，短波的透過(guò)率提高了 15%，消光比提高了 5%。透過(guò)率和消光比的提高可 W理解為介質(zhì)傳輸層與巧光陶瓷基底及光柵層形成的=層之間干設(shè)增強(qiáng)。
[0040] 附圖14和附圖15給出了白光L抓表面TM光的透過(guò)率和消光比邸隨著介質(zhì)光柵高度 變化曲線。對(duì)應(yīng)的參數(shù)是：光柵周期P=150nm，Hl=50nm，冊(cè)=20nm，DC=0.5。從圖中可W看出， TM波的透過(guò)率和消光比都對(duì)介質(zhì)光柵高度的變化十分敏感，運(yùn)個(gè)也是比較容易理解，因?yàn)?光傳播通過(guò)下面的金屬時(shí)有一部分被上層金屬反射，導(dǎo)致在上下兩層金屬之間來(lái)回傳播， 形成干設(shè)相長(zhǎng)或相消。當(dāng)介質(zhì)光柵高度為50nm，和金屬光柵高度一致時(shí)，TM波透過(guò)率幾乎為 零。當(dāng)介質(zhì)光柵高度取SOnm時(shí)，透過(guò)率和消光比都是最優(yōu)的情況，所W對(duì)H2的優(yōu)選結(jié)果為 SOnm。
[0041 ]附圖16和附圖17給出了白光L抓表面TM光的透過(guò)率和消光比邸隨著金屬光柵高度 變化曲線。對(duì)應(yīng)的參數(shù)是:光柵周期P=I 50nm，肥=SOnm，冊(cè)=20nm，DC=O. 5。從附圖16中可W看 出消光比隨著金屬光柵高度的增加而增加，當(dāng)Hl=SOnm時(shí)，雖然消光比是最高的，但是實(shí)際 情況是形成了連續(xù)的金屬層，導(dǎo)致透過(guò)率很低。透過(guò)率曲線短波處總體隨著金屬光柵高度 的增加而增加，而長(zhǎng)波處相反，綜合考慮整個(gè)可見(jiàn)光波段的透過(guò)率，選取50nm左右最為合 適。
[0042] 附圖18和附圖19給出了白光L抓表面TM光的透過(guò)率和消光比邸隨著光柵占空比變 化的曲線。對(duì)應(yīng)的模擬參數(shù)是：光柵周期P=150nm，Hl=50nm H2=80nm，冊(cè)=20nm。從圖18和19 中可W看出，TM透過(guò)率和消光比隨占空比的變化趨勢(shì)基本上是一致的，占空比從0.1變化至 0.5,透過(guò)率和消光比都在增加，到0.5時(shí)，兩者同時(shí)達(dá)到最大，隨著占空比的增加，透過(guò)率和 消光比又同時(shí)減小，可見(jiàn)，占空比選擇0.5理論上是最為合適的，而且從實(shí)驗(yàn)制備的角度來(lái) 說(shuō)，0.5的占空比相對(duì)來(lái)說(shuō)更加容易控制和實(shí)現(xiàn)。對(duì)于占空比最小和最大時(shí)，分別對(duì)應(yīng)于下 層金屬光柵和上層金屬光柵金屬侶比較多，所W透過(guò)率比較低。m?的變化亦是如此。
[0043] 巧光陶瓷在白光LED中主要起兩方面的作用：（1)作為巧光材料:巧光陶瓷具有巧 光轉(zhuǎn)換的作用，當(dāng)藍(lán)光入射到巧光陶瓷時(shí)，一部分會(huì)轉(zhuǎn)化為黃光，剩下的藍(lán)光與轉(zhuǎn)化成的黃 光一起出射，形成白光。而且巧光陶瓷的制作工藝能夠保證巧光轉(zhuǎn)換物質(zhì)在陶瓷基體中能 夠較為均勻的分布，還可W通過(guò)調(diào)整巧光轉(zhuǎn)換物質(zhì)的滲雜量W及陶瓷片的整體厚度來(lái)產(chǎn)生 不同相關(guān)色溫和顯色指數(shù)的白光。（2)作為封裝外殼：由于巧光陶瓷的透光性較好，而且不 易碎穩(wěn)定性好，可直接用來(lái)封裝白光LED,其折射率(n=l.8)比傳統(tǒng)的封裝材料環(huán)氧樹(shù)脂(n= 1.5)要高，有研究表明，當(dāng)封裝材料的折射率提高時(shí)，光的提取效率也會(huì)相應(yīng)提高。而且陶 瓷材料的熱導(dǎo)率比有機(jī)材料要高，可W緩解溫度對(duì)于Lm)的影響。同時(shí)，擁有耐腐蝕等方面 的特性，使得白光Lm)的壽命更長(zhǎng)，并且能在某些特殊的環(huán)境下使用。由于巧光陶瓷的許多 性能指標(biāo)都優(yōu)于傳統(tǒng)的L邸封裝材料環(huán)氧樹(shù)脂和有機(jī)娃。本發(fā)明為現(xiàn)有白光L邸封裝W及巧 光轉(zhuǎn)換提供了一種新的方法，并對(duì)高品質(zhì)白光的獲取具有重大的參考價(jià)值。
[0044]本發(fā)明利用磁控瓣射鍛膜的方法在巧光陶瓷基底上鍛一層厚約IOOnm的均勻介質(zhì) 薄膜，然后在薄膜上旋圖納米壓印膠，利用納米壓印機(jī)進(jìn)行納米壓印制作掩膜版，利用離子 束刻蝕根據(jù)之前制作的掩膜版在介質(zhì)上制備光柵結(jié)構(gòu)，然后利用電子束蒸發(fā)鍛膜的方法鍛 一層金屬膜，電子束蒸發(fā)鍛膜是一種方向性很強(qiáng)的鍛膜方式，對(duì)槽型的忠誠(chéng)度很高，在光柵 的矩形槽和光柵的凸起的表面都會(huì)沉積有金屬，金屬的形貌忠誠(chéng)于介質(zhì)光柵的形貌，也成 矩形。光柵的周期是150nm，工作在可見(jiàn)光波段;本發(fā)明只需刻蝕介質(zhì)再鍛膜，再利用巧光陶 瓷基底，激發(fā)高純度的偏振白光，工藝比較簡(jiǎn)單，效率高，成功率高，適合工業(yè)生產(chǎn);解決了 現(xiàn)有技術(shù)由于制備工藝復(fù)雜比如需要同時(shí)刻蝕金屬和介質(zhì)，而無(wú)法工業(yè)化的缺陷。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于熒光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光LED，其特征在于:所述基于熒光 陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光LED包括藍(lán)光LED、熒光陶瓷基底、過(guò)渡層、介質(zhì)光柵 層、金屬層;所述熒光陶瓷基底一面耦合藍(lán)光LED，另一面復(fù)合過(guò)渡層;所述介質(zhì)光柵層位于 過(guò)渡層表面;所述金屬層位于介質(zhì)光柵層的凹槽以及凸起的表面;所述介質(zhì)光柵層的周期 為140 nm-160nm，占空比為0 · 4-0 · 6，高度為70nm-90nm;所述金屬層的高度為40nm-60nm。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于熒光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光LED，其特征在 于:所述藍(lán)光LED為GaN基藍(lán)光LED;所述過(guò)渡層為氟化鎂過(guò)渡層、二氧化硅過(guò)渡層或者PMMA 過(guò)渡層;所述介質(zhì)光柵層為氟化鎂光柵層、二氧化硅光柵層或者PMMA光柵層;所述金屬層為 鋁層、銀層或者金層。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述基于熒光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光LED，其特征在 于:所述過(guò)渡層為氟化鎂過(guò)渡層;所述介質(zhì)光柵層為氟化鎂光柵層;所述金屬層為鋁層。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于熒光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光LED，其特征在 于:所述介質(zhì)光柵層的周期為150nm，占空比為0.5,高度為80nm;所述金屬層的高度為50nm; 所述過(guò)渡層的高度為20nm〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于熒光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光LED，其特征在 于:所述基于熒光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光LED對(duì)應(yīng)的工作波段為可見(jiàn)光波段。6. -種基于熒光陶瓷及雙層納米光柵的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述基于熒光陶瓷及 雙層納米光柵的封裝結(jié)構(gòu)包括熒光陶瓷基底、過(guò)渡層、介質(zhì)光柵層、金屬層;所述熒光陶瓷 基底一面復(fù)合過(guò)渡層;所述介質(zhì)光柵層位于過(guò)渡層表面;所述金屬層位于介質(zhì)光柵層的凹 槽以及凸起的表面;所述介質(zhì)光柵層的周期為140 nm-160nm，占空比為0.4-0.6,高度為 70nm_90nm;所述金屬層的高度為40nm_60nm。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述基于熒光陶瓷及雙層納米光柵的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述過(guò) 渡層為氟化鎂過(guò)渡層、二氧化硅過(guò)渡層或者PMMA過(guò)渡層;所述介質(zhì)光柵層為氟化鎂光柵層、 二氧化硅光柵層或者PMMA光柵層;所述金屬層為鋁層、銀層或者金層;所述介質(zhì)光柵層的周 期為150nm，占空比為0.5,高度為80nm;所述金屬層的高度為50nm;所述過(guò)渡層的高度為 20nm〇8. 權(quán)利要求6所述基于熒光陶瓷及雙層納米光柵的封裝結(jié)構(gòu)在制備偏振白光LED中的 應(yīng)用。9. 權(quán)利要求6所述基于熒光陶瓷及雙層納米光柵的封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于， 包括以下步驟:在清洗后的熒光陶瓷基底表面鍍過(guò)渡層材料;然后在過(guò)渡層材料表面制備 介質(zhì)光柵層，最后在介質(zhì)光柵層的凹槽以及凸起的表面鍍金屬層即得到基于熒光陶瓷及雙 層納米光柵的封裝結(jié)構(gòu)。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于熒光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光LED的制備方 法，其特征在于:包括以下步驟:在清洗后的熒光陶瓷基底表面鍍過(guò)渡層材料;然后在過(guò)渡 層材料表面制備介質(zhì)光柵層，接著在介質(zhì)光柵層的凹槽以及凸起的表面鍍金屬層即得到基 于熒光陶瓷及雙層納米光柵的封裝結(jié)構(gòu);最后將基于熒光陶瓷及雙層納米光柵的封裝結(jié)構(gòu) 與藍(lán)光LED耦合，得到基于熒光陶瓷及雙層納米光柵結(jié)構(gòu)的偏振白光LED。
【文檔編號(hào)】B82Y20/00GK106098910SQ201610714744
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月24日
【發(fā)明人】林雨, 王欽華, 陳玲華, 王淼, 胡敬佩, 曹冰
【申請(qǐng)人】蘇州大學(xué)