[發明專利]正向及背向同時出光的LED及其制作方法

有效

• 申請號: 201110212601.5
• 申請日: 2011-07-28
• 公開（公告）號: CN102903798A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 林宇杰
• 申請（專利權）人: 上海博恩世通光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/02;H01L33/64;H01L33/60
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發明涉及一種LED及其制作方法，特別是涉及一種正向及背向同時出光的LED及其制作方法。

背景技術

眾所周知，LED芯片中量子阱發射的光分別朝正向和背向射出，正向射出的光通過表面粗化，選用折射率向外依次減小的材料等方式提高出光效率，背向射出的光在傳統的芯片設計中則通過PSS和背鍍反射鏡的方式反射回正向，然后再經由正向射出芯片，這部分反射光在芯片內部傳播和多次反射時會被大量吸收，最后只有部分光可以射出芯片，因而，如何提高背向射出的光的光取出效率成為提高LED芯片外量子效率的一個途徑。

在現有技術中，所述LED芯片的固晶方式一般采用絕緣膠或者導熱銀膠，雖然，絕緣膠成本低，透光率比較高，但是不耐高溫，在高溫下會老化變黃。所述導熱銀膠具有良好的導熱性能，但其透光率相對較差，且在長時間的藍光照射下會變黑。因此，一般小功率的LED因為發熱量小，芯片長時間工作其溫度仍然較低，所以較多地使用透光率高的絕緣膠進行固晶，但對中等或者大尺寸功率型LED而言，為了解決上述類型的LED普遍存在的熱量積聚和長時間工作時芯片溫度較高的問題，通常都在采用背鍍反射鏡之后再采用導熱性較好的導熱銀膠進行固晶。

近期發現，大功率LED芯片在不做背鍍的情況下，直接使用絕緣膠固晶后，使用硅膠封裝的LED比傳統做背鍍銀膠固晶硅膠封裝的LED光效高出了許多，其Lm/$值明顯提升，經濟效益顯著，對推動LED取代傳統照明的普及有著重大的意義。但是因為該大功率型LED長時間工作產生很高的熱量會直接致使絕緣膠老化，導致封裝后的LED光衰非常明顯。

因此，如何在保證散熱性良好的情況下提高LED芯片封裝后的亮度和光效，，已經成為本領域從業者亟待解決的問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種正向及背向同時出光的LED及其制作方法，以提高LED的背向出光效率，并通過改變封裝方式在保證散熱性良好的情況下提高LED封裝后的亮度和光效。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種正向及背向同時出光的LED及其制作方法，其中，所述制作方法至少包括以下步驟：1)提供一藍寶石襯底；2)采用金屬有機化學氣相沉積法在所述藍寶石襯底的上表面形成至少一層增透膜；3)于所述增透膜的上表面形成發光外延層，并定義出P-pad區及N區；4)于所述發光外延層上表面形成一透明導電層，并蝕刻所述透明導電層，以外露出部分所述P-pad區及全部所述N區；5)于所述P-pad區上制作出P-pad，于所述N區上制作出N-pad，以形成LED芯片；6)提供一具有固晶面的封裝支架，所述固晶面上垂直設置有多個導熱反光型支柱；以及7)通過抗老化絕緣膠將所述LED芯片粘合于所述封裝支架的固晶面上，并使各該導熱型反光支柱的頂端與所述LED芯片的下表面相接觸。

在本發明的制作方法中，所述藍寶石襯底的上表面及下表面為平面、圖形化表面、納米結構、或者光子晶體結構。

在本發明的制作方法中，制成的所述LED芯片為具有單一LED管芯的芯片，在另一實施方式中，所述LED芯片為可承受高電壓電源的且具有多個LED管芯的芯片，且所述芯片的多個LED管芯為串聯、并聯、或串并聯結構。

本發明還提供一種正向及背向同時出光的LED，其特征在于，包括：LED芯片，包括：藍寶石襯底；至少一層增透膜，形成于所述藍寶石襯底的上表面；發光外延層，形成于所述增透膜的上表面，并具有P-pad區及N區，且所述P-pad區設置有P-pad，所述N區設置有N-pad；以及透明導電層，形成于所述發光外延層上表面，以外露出所述P-pad及N-pad；以及封裝支架，與所述LED芯片的底部相粘合，具有一固晶面，所述固晶面上垂直設置有多個導熱反光型支柱，各該導熱型反光支柱的頂端與所述LED芯片的下表面相接觸。

在本發明的LED中，所述藍寶石襯底的上表面及下表面為平面、圖形化表面、納米結構、或者光子晶體結構。

在本發明的LED中，所述LED芯片為具有單一LED管芯的芯片，在另一實施方式中，所述LED芯片為可承受高電壓電源的且具有多個LED管芯的芯片，且所述芯片的多個LED管芯為串聯、并聯、或串并聯結構。

如上所述，本發明的正向及背向同時出光的LED及其制作方法，具有以下有益效果：

1、通過在藍寶石襯底與發光外延層(GaN緩沖層)之間加入一層或者多層增透膜，使由量子阱射向藍寶石的光能盡可能地通過藍寶石方向射出芯片且有效地減少反射，從而減少芯片對這部分光的吸收。