[實(shí)用新型]高出光效率的LED發(fā)光二極管

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720040664.6
• 申請(qǐng)日: 2007-07-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201072087Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林岳明;曾金穗;鐘艷明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州華夏集成光電有限公司
• 主分類號(hào): F21V19/00
• 分類號(hào): F21V19/00;F21V21/00;F21V3/00;H01L23/31;H01L33/00;F21Y101/02
• 代理公司: 揚(yáng)州蘇中專利事務(wù)所
• 代理人: 孫忠明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種高出光效率的LED發(fā)光二極管，屬于電子發(fā)光器件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，LED光源因具有節(jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命、安全、響應(yīng)快、體積小、色彩豐富、可控等系列獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是節(jié)電降耗的最佳實(shí)現(xiàn)途徑。隨著1998年發(fā)白光的LED發(fā)光二極管開(kāi)發(fā)成功，LED發(fā)光二極管被視為未來(lái)最具有潛力的照明光源，目前國(guó)際間均積極投入研發(fā)，LED發(fā)光二極管照明時(shí)代的序幕正漸漸升起。

現(xiàn)今LED發(fā)光二極管亮度不夠、功率有限，一般只用于燈箱、廣告牌、標(biāo)志、指示牌、指示燈以及低亮度的照明燈?，F(xiàn)在常規(guī)的LED發(fā)光二極管是由LED發(fā)光芯片、電極金線、支架和一層透明罩構(gòu)成，LED發(fā)光芯片與透明罩之間還充填透明樹(shù)脂，發(fā)光芯片和透明樹(shù)脂直接接觸。由于LED發(fā)光芯片的光折射率和透明樹(shù)脂的光折射率對(duì)比較大，LED發(fā)光芯片和透明樹(shù)脂直接接觸影響了LED發(fā)光二極管出光效率。因LED發(fā)光二極管的面光源系統(tǒng)比較復(fù)雜，要考慮各點(diǎn)相對(duì)于邊界的位置等，為了簡(jiǎn)化，計(jì)算時(shí)考慮點(diǎn)光源系統(tǒng)，據(jù)國(guó)外某雜志上的

一篇關(guān)于四元LED發(fā)光芯片上的點(diǎn)光源在單個(gè)面上的出光效率的示意圖，他們得出點(diǎn)光源單個(gè)面上的出光效率為4％-5％。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種高出光效率的LED發(fā)光二極管，克服現(xiàn)有LED發(fā)光二極管因其LED發(fā)光芯片的光折射率和透明樹(shù)脂的光折射率對(duì)比較大而導(dǎo)致出光效率降低的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不僅可以提高同功率下的LED發(fā)光二極管的亮度，而且由于出光效率的提高可減少光子的熱轉(zhuǎn)化，從而減少芯片的熱效應(yīng)，減輕LED發(fā)光二極管的熱負(fù)荷。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種高出光效率的LED發(fā)光二極管，包括支架、LED發(fā)光芯片、LED發(fā)光芯片與支架之間的焊料、連接LED發(fā)光芯片的電極金線、罩蓋LED發(fā)光芯片和部分支架的透明罩、透明罩內(nèi)充填的透明樹(shù)脂，其特征是在LED發(fā)光芯片上與透明樹(shù)脂間設(shè)置透明過(guò)渡介質(zhì)層。

透明過(guò)渡介質(zhì)層為經(jīng)等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積法在LED發(fā)光芯片平面上生成的SiN_x層。

透明過(guò)渡介質(zhì)層的光折射率介于LED發(fā)光芯片與透明樹(shù)脂光折射率。

本實(shí)用新型是對(duì)現(xiàn)有LED發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，通過(guò)在LED發(fā)光芯片與透明樹(shù)脂間設(shè)置光折射率介于其二者之間的透明過(guò)渡介質(zhì)層，這種結(jié)構(gòu)的改變一方面提高了芯片出光效率，有利于實(shí)現(xiàn)LED發(fā)光二極管的高亮度，選擇適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)層后，能最大提高到8.14％；同時(shí)，由于出光效率的提高減少了光子的熱轉(zhuǎn)化，從而減少了芯片的熱效應(yīng)，減輕了LED發(fā)光二極管的熱負(fù)荷，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同功率LED發(fā)光二極管相比，出光效率提高顯著，極具競(jìng)爭(zhēng)力，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，可替代現(xiàn)有LED發(fā)光二極管。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型透明罩內(nèi)放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1透明罩，2透明樹(shù)脂，3支架，4焊料，5LED發(fā)光芯片，6過(guò)渡介質(zhì)層，7電極金線。

結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型，本實(shí)用新型由透明罩1、透明樹(shù)脂2、支架3、焊料4、LED發(fā)光芯片5、過(guò)渡介質(zhì)層6和電極金線7構(gòu)成，連接電極金線7的LED發(fā)光芯片5經(jīng)焊料4固于支架3上，透明罩1罩蓋LED發(fā)光芯片5和部分支架3，透明罩1內(nèi)充填透明樹(shù)脂2，透明過(guò)渡介質(zhì)層6設(shè)置在LED發(fā)光芯片5與透明樹(shù)脂2間，透明過(guò)渡介質(zhì)層6通過(guò)PECVD，即等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積法，在LED發(fā)光芯片5平面上生成一層一定厚度的SiN_x；透明過(guò)渡介質(zhì)層6的光折射率介于LED發(fā)光芯片5與透明樹(shù)脂2光折射率；過(guò)渡介質(zhì)層6的光折射率為L(zhǎng)ED發(fā)光芯片5光折射率和透明樹(shù)脂2光折射率的乘積的開(kāi)二次方。以發(fā)光顏色為紅色和黃色的LED發(fā)光芯片5為例，LED發(fā)光芯片5透光層(GaP)光折射率為3.4，透明樹(shù)脂2光折射率為1.5，中間生長(zhǎng)的透明過(guò)渡介質(zhì)層6光折射率為2.26時(shí)，能最大提高LED發(fā)光芯片出光效率8.14％。