[发明专利]发光系统

说明书

本申请是申请日为2004年4月6日、申请号为200480010249.5(国际申请号为PCT/US2004/010671)、发明名称为“发光系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种发光系统以及相关元件、系统和方法。

背景技术

与白炽光源和/或荧光源相比，发光二极管通常可以提供较高性能的光。由于与LED相关的相对高的电力效率，导致在许多照明设施中使用LED来代替常规的光源。例如，在一些应用中，使用LED作为交通灯，用来照明蜂窝电话键盘和显示器。

一般而言，LED由多层结构形成，其中，多层结构中的至少部分层是由不同的材料形成。通常，选定用于各个层的材料和厚度决定了LED发射的光线的波长。此外，可以选择多层的化学成分，以试图避免所射入的电载子进入特定区域(一般称为量子井)，从而相当有效地将其转换为光能。通常，在量子井所生成的接合处的一侧上的多层掺杂有施主原子，从而导致高电子浓度(这类层通常称为n型层)，而在相对侧上的多层则掺杂有受主原子，导致相对高的空穴浓度(这类层通常称为p-型层)。

以下将对制作LED的一般方法进行说明注入的接触。以圆片的形式制作多个材料层。一般而言，使用一种外延淀积技术诸如金属有机物化学气相淀积(MOCVD)来形成多层，将开始淀积的层形成在生长衬底上。然后，对多层采用各种蚀刻和金属化技术以形成用于电流注入 的接触，然后将所述圆片切割成一个个的LED晶片(LED chip)。通常，对所述的LED晶片进行封装。

在使用中，一般将电能注入到LED中，然后被转换成电磁辐射(光线)，部分的电磁辐射(光线)被从LED中发出。

发明内容

本发明涉及一种发光系统以及相关元件、系统和方法。

在一个实施例中，本发明的发光系统特征在于包括发光装置。所述发光装置包括一多重材料堆叠层。所述多重材料堆叠层包括一光产生区域和由光产生区域支承的第一层。第一层包括一表面，由光产生区域产生的光线可以经由第一层的所述表面从所述发光装置发出。所述表面具有根据一图形(pattern)在空间上变化的介电函数，所述图形具有理想的晶格常数和大于零的解谐参数。所述发光装置被配置，使得当所述光产生区域产生的光线经第一层的表面从所述发光装置发出时，该光线可以从所述发光系统发出。

在另一个实施例中，本发明的发光系统特征在于包括发光装置。所述发光装置包括一多重材料堆叠层。所述多重材料堆叠层包括一光产生区域和由光产生区域支承的第一层。第一层包括一表面，由光产生区域产生的光线可以经由第一层的所述表面从所述发光装置发出。所述表面具有根据一非周期图形在空间上变化的介电函数。所述发光装置被配置，使得当所述光产生区域产生的光线经第一层的表面从所述发光装置发出时，该光线可以从所述发光系统发出。

在又一个实施例中，本发明的发光系统特征在于包括发光装置。所述发光装置包括一多重材料堆叠层。所述多重材料堆叠层包括一光产生区域和由光产生区域支承的第一层。第一层包括一表面，由光产生区域产生的光线可以经由第一层的所述表面从所述发光装置发出。 所述表面具有根据一复杂周期图形在空间上变化的介电函数。所述发光装置被配置，使得当所述光产生区域产生的光线经第一层的表面从所述发光装置发出时，该光线可以从所述发光系统发出。

在一个实施例中，本发明的发光系统特征在于包括发光装置。所述发光装置包括一多重材料堆叠层。所述多重材料堆叠层包括一n-掺杂材料层、一p-掺杂材料层和光产生区域。所述发光装置还包括一反射材料层，该反射材料层能够反射由光产生区域产生的、并且撞击到所述反射材料层的至少50％光线。n-掺杂材料层的表面被配置，使得由光产生区域产生的光线可以经由所述具有n-掺杂材料层的表面从所述发光装置发出。所述n-掺杂材料层的表面具有根据一图形在空间上变化的介电函数。在p-掺杂材料层和n-掺杂材料层之间的距离小于在n-掺杂材料层和反射材料层之间的距离。所述发光装置被配置，使得当所述光产生区域产生的光线经n-掺杂材料层的表面从所述发光装置发出时，该光线可以从所述发光系统发出。