[发明专利]一种具有白光光子晶体的发光二极管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学晶体技术，更具体地，涉及一种具有白光光子晶体的发光二极管的制备方法。

背景技术

光子晶体即光子禁带材料，从材料结构上看，光子晶体是在光学尺度上具有周期性介电结构的人工设计和制造的晶体。光子晶体的结构正如半导体材料在晶格结点周期性的出现离子一样，光子晶体是在高折射率材料的某些位置周期性的出现低折射率(如人工造成的空气空穴)的材料。高低折射率的材料交替排列形成周期性结构，就可以产生光子晶体带隙。而周期排列的低折射率位点的之间的距离大小相同，导致了一定距离大小的光子晶体只对一定频率的光波产生能带效应。

如果只在一个方向上存在周期性结构，那么光子带隙只能出现在这个方向。如果在三个方向上都存在周期结构，那么可以出现全方位的光子带隙，特定频率的光进入光子晶体后将在各个方向都禁止传播。因为光被禁止出现在光子晶体带隙中，所以可以预见到能够自由控制光的行为。例如，如果考虑引入一种光辐射层，该层产生的光和光子晶体中的光子带隙频率相同，那么由于光的频率和带隙一致则禁止光出现在该带隙中这个原则就可以避免光辐射的产生。这就使可以控制以前不可避免的自发辐射。而如果通过引入缺陷破坏光子晶体的周期结构特性，那么在光子带隙中将形成相应的缺陷能级。将仅仅有特定频率的光可在这个缺陷能级中出现，这就可以用来制造单模发光二极管和零域值激光发射器。而如果产生了缺陷条纹，即沿着一定的路线引入缺陷，那么就可以形成一条光的通路，类似于电流在导线中传播一样，只有沿着″光子导线″(即缺陷条纹)传播的光子得以顺利传播，其它任何试图脱离导线的光子都将被完全禁止。

光子晶体的制备通常包括自顶向下方法，例如常规半导体工艺中的光刻法和离子束刻蚀法，或者有规律地布置具有均匀尺寸的纳米粒子的自底向上方法。常规半导体工艺中的光刻法和离子束刻蚀法虽然可以制备复杂规则结构，但是具有非常高的制备费用和需要很长的制备周期；通过纳米例子的自组装制备光子晶体的方法虽然无需额外费用和设备，但是不能在短时间内制备大尺寸的光子晶体，而且良率较低。

另外，通过重力的沉积法利用将长时间分散高分子二氧化硅胶体的溶液静置时粒子通过重力沉积到底部，然后自组装。但是这种方法具有处理时间长并且光子晶体缺陷率高的缺陷。

发明内容

为克服现有缺陷，本发明提出一种具有白光光子晶体的发光二极管的制备方法。

根据本发明的一个方面，提出了一种具有白光光子晶体的发光二极管的制备方法，包括：步骤1，通过电子束直写配合纳米机电方式制作纳米级微结构金属屏蔽层；步骤2，以高温透明胶水配置黄、红、绿、蓝荧光粉，将金属屏蔽层在塑料基材处印刷各色荧光胶，经烘烤后形成各色纳米微结构；步骤3，将聚丙烯塑料薄膜披覆在光子晶体上，形成保护膜，实现白光光子晶体贴布；步骤4，将未切割的LED晶圆置于三轴干膜光阻贴附机上，去除塑料基材与保护膜，经过烘烤和脉冲激光退火，将光子晶体贴附于LED芯片上。

附图说明

图1为具有纳米微透镜阵列的白光光子晶体的部分制备流程示意图；

图2为双轴延伸和热处理示意图；

图3为印刷荧光胶和烘烤示意图；

图4为脉冲激光处理和贴附保护膜示意图；

图5为光子晶体去膜、烘烤示意图。

如图所示，为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种具有白光光子晶体的发光二极管的制备方法进行详细描述。

其中，在以下的描述中，将描述本发明的多个不同的方面，然而，对于本领域内的普通技术人员而言，可以仅仅利用本发明的一些或者全部结构或者流程来实施本发明。为了解释的明确性而言，阐述了特定的数目、配置和顺序，但是很明显，在没有这些特定细节的情况下也可以实施本发明。在其他情况下，为了不混淆本发明，对于一些众所周知的特征将不再进行详细阐述。