CN203288648U - 一种高取光效率白光发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高取光效率白光发光二极管。该二极管包括蓝宝石衬底，在蓝宝石衬底上外延生长的半导体结构，在蓝宝衬底背面键合的固态荧光材料，半导体结构上制造的电极，焊接芯片的基板，蓝宝石衬底与固态荧光材料之间直接键合。该二极管由于固态荧光材料和蓝宝石外延片之间无任何介质，因此减小了全反射损耗，提高了取光效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及发光二极管照明领域，具体涉及一种高取光效率白光发光二极管。
背景技术
作为一种节能、绿色环保光源，LED 被称为是继白炽灯、荧光灯和高压放电灯之后的***光源，随着人们对 III-V 族化合物材料的深入研究以及金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长技术的日趋成熟，已经开发出了超高亮大功率 LED，特别是高亮GaN 蓝光 LED 的问世，结合高转换效率的钇铝石榴石荧光粉(YAG：Ce3+)制得了双基色白光LED，使 LED 快步走向照明领域。目前商用化的白光 LED 已达到100lm/w，Cree 公司的实验室水平已达到了 276lm/w。
根据对可见光的研究，人的眼睛所能看到的白光可以由两种或两种以上的单色光混合而成。基于这一原理，有三种方法得到白光 LED，第一种是在蓝色LED芯片上涂敷能被蓝光激发的黄色荧光粉，芯片发出的蓝光与荧光粉发出的黄光互补形成白光；第二种在蓝色LED芯片上涂敷绿色和红色荧光粉，通过芯片发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合得到白光；第三种是在紫光或紫外光LED芯片上涂敷三基色或多种颜色的荧光粉，利用该芯片发射的长波紫外光（370nm－380nm）或紫光（380nm－410nm）来激发荧光粉，从而实现白光发射。
荧光粉的涂敷方式以点胶机点胶的方式为主，具体流程是将荧光粉与环氧树脂或者硅胶混合后涂覆到LED芯片的表面，以上这种点胶涂覆的方式在实际生产控制中存在较多的问题，比如点胶的过程中随着时间的变化涂敷的胶量在逐渐变化引起的光色和色温一致性难以控制等诸多问题。
业界为了克服传统荧光粉封装方式的缺点，出现了将荧光稀土离子掺入固态透明材料中制成荧光片代替荧光粉与环氧树脂，硅胶混合的封装工艺，例如专利200910265306.9中所利用到的固态透明材料通常由ＡＲＴＯＮ、ＣＯＣ、ＣＯＰ、ＰＭＭＡ和光学玻璃其中任一种材料成型的透明基材进行荧光粉镀膜形成，但是这种封装方法在荧光层与LED芯片之间存在有硅胶层，而硅胶层的折射率为1.5,低于LED芯片折射率2.4，造成了较高的全反射损耗，很大一部分光无法从芯片中出射而被芯片吸收转化为热量，
为了克服传统封装中存在的问题，本实用新型采用固态荧光材料与LED芯片的直接键合后焊接在基板上封装成光源，避免了低折射率的胶水带来的全反射损失，极大的增加了取光效率，减小了加工难度，提高了成品率。
实用新型内容
本实用新型为了解决传统封装结构的发光二极管中存在的问题，采用了无介质键合工艺将固态荧光材料和蓝宝石外延片直接键合成形成LED芯片，由于固态荧光材料和蓝宝石外延片之间为无介质，因此减小了全反射损耗，极大的增加了取光效率，减小了加工难度，提高了成品率。
本实用新型是采用以下技术方案实现的：一种高取光效率白光发光二极管，包括蓝宝石衬底，在蓝宝石衬底上外延生长的半导体结构，在蓝宝衬底背面键合的固态荧光材料，半导体结构上制造的电极，焊接芯片的基板，所述蓝宝石衬底和固态荧光材料的键合面无介质，所述固态荧光材料的光出面为磨砂面。
附图说明
附图为本实用新型的高取光效率白光发光二极管结构示意图，其中101为固态荧光材料，102为蓝宝石衬底，103为n型半导体，104为p型半导体,105为p电极，106为n电极，107为p电极金属层，108为n电极金属层，109为支撑基底。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。
实施例1
一种高取光效率白光发光二极管，其结构示意图如附图所示，先提供蓝宝石长衬底102，在其一个表面上外延生长半导体结构，其至上而下包含n型半导体层103，p型半导体层104，将蓝宝石长衬底102减薄抛光至50μm，在减薄抛光后的蓝宝石长衬底102背面上通过真空高温键合上Ce3+：YAG陶瓷片101形成LED芯片，将LED芯片减薄至100μm，提供一支撑基板109，其上分布上n电极金属层108和P电极金属层107，在n型半导体层103上制作n电极106，在P型半导体层104上制作p电极105，将n电极106和p电极105分别与支撑基板上的n电极金属层108和p电极金属层107键合完成高取光效率白光发光二极管。
Claims (2)
1.一种高取光效率白光发光二极管，包括蓝宝石衬底，在蓝宝石衬底上外延生长的半导体结构，在蓝宝衬底背面键合的固态荧光材料，半导体结构上制造的电极，焊接芯片的基板，其特征在于：所述蓝宝石衬底和固态荧光材料的键合面无介质。
2.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于：所述固态荧光材料的出光面做磨砂处理。
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| CN2013202622950U CN203288648U (zh) | 2013-05-15 | 2013-05-15 | 一种高取光效率白光发光二极管 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105226164A (zh) * | 2015-09-09 | 2016-01-06 | 南京光宝光电科技有限公司 | 白光led直接贴片式的封装结构 |
| CN105485573A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-13 | 广东晶科电子股份有限公司 | 一种高色域直下式led背光模组 |
| CN111699419A (zh) * | 2018-02-19 | 2020-09-22 | 日本碍子株式会社 | 光学部件及照明装置 |
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2013
- 2013-05-15 CN CN2013202622950U patent/CN203288648U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN105485573B (zh) * | 2015-12-31 | 2019-02-15 | 广东晶科电子股份有限公司 | 一种高色域直下式led背光模组 |
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