[發(fā)明專利]一種發(fā)光角度可控的LED倒裝芯片及其電子設備

在審

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• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108123019A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設計）人: 劉巖;閆寶玉;劉宇軒;陳順利;丁逸圣
• 申請（專利權）人: 大連德豪光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/20
• 分類號: H01L33/20;H01L33/22
• 代理公司: 廣東朗乾律師事務所 44291
• 代理人: 楊煥軍

本發(fā)明提供一種發(fā)光角度可控的LED倒裝芯片及其電子設備，包括襯底、N型層、發(fā)光層和P型層，由襯底起自上至下依次層狀疊加的設置有N型層、發(fā)光層和P型層，并在P型層上設有P電極，在N型層上設有N電極，發(fā)光時光線直接從平整的襯底背面出射；所述襯底的背部表面采用激光燒蝕形成單個或多個大小及形狀一致且采用陣列排布的通過折射實現(xiàn)出光角度可控改變的塑形凹陷槽；當光線經(jīng)過襯底表面的凹槽向空氣傳播時，因發(fā)生折射現(xiàn)象進而改變出光角度的，通過折射即可實現(xiàn)出光角度改變，進而來改變出光角度。

【技術領域】

本發(fā)明涉及半導體光電芯片技術領域，尤其涉及一種發(fā)光角度可控的LED倒裝芯片。

【背景技術】

通常，發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode，LED)是一種能將電轉化為光的半導體電子元件，可廣泛用于顯示器、汽車燈、通用照明等領域。現(xiàn)有LED芯片，特別是倒裝芯片，如圖1和圖2所示，一般由襯底5a起自上至下依次層狀疊加的設置有N型層4a、發(fā)光層3a和P型層2a，并在P型層2a上設有P電極1a，N型層4a上設有N電極6a，發(fā)光時光線直接從平整的襯底5a背面出射，光線在襯底5a與空氣截面處發(fā)生折射，出光角度較小。而在一些特定的客戶端應用中，LED要求具有廣泛的發(fā)光角度；例如，在手機背光應用領域中，由于芯片出光角度小，難以達到背光的均勻性。

當前增加LED發(fā)光角度的方法有很多，最常見的方式是在芯片表面添加透鏡或者二次光學，隨著透鏡或二次光學的引入，LED封裝的體積就會增加。而在某些應用場合，如手機背光應用領域中，LED的體積是有嚴格限制的，在不引入透鏡或二次光學的前提下，如何增大LED的發(fā)光角度是解決問題的關鍵；在另外一些應用領域中，又會存在需減小芯片發(fā)光角度的需求。

因此，在控制LED封裝體積較小的情況下，實現(xiàn)出光角度的改變是亟待解決的技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明通過激光燒蝕倒裝芯片的襯底，在襯底表面形成單個或多個陳列排布的凹槽，當光線經(jīng)過襯底表面的凹槽向空氣傳播時，因發(fā)生折射現(xiàn)象進而改變出光角度的，提供一種通過折射即可實現(xiàn)出光角度改變的發(fā)光角度可控的LED倒裝芯片及其電子設備。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種發(fā)光角度可控的LED倒裝芯片，包括襯底、N型層、發(fā)光層和P型層，由襯底起自上至下依次層狀疊加的設置有N型層、發(fā)光層和P型層，并在P型層上設有p電極，在N型層上設有N電極；所述襯底的背部表面形成單個、或多個大小及形狀一致且采用陣列排布的、通過折射實現(xiàn)出光角度可控改變的塑形凹陷槽。

進一步地，所述塑形凹陷槽在襯底上的剖面形狀為V形、弧形、半圓形或梯形結構。

進一步地，所述塑形凹陷槽在襯底上的開口形狀為圓形、橢圓形或方形。

進一步地，所述襯底的背部形成具有單個剖面形狀為V形、弧形、半圓形或梯形的塑形凹陷槽，該單個塑形凹陷槽的深度為H1，所述襯底的厚度為H2，該單個塑形凹陷槽的深度與襯底的厚度比值范圍為H1∶H2＝1/3～2/3。

進一步地，所述塑形凹陷槽的開口尺寸面積為襯底背面表面總面積的1/2～4/5。

進一步地，所述塑形凹陷槽為單個剖面形狀為V形的槽體，且該剖面形狀為V形的塑形凹陷槽在襯底上的開口形狀為圓形，且該塑形凹陷槽具有第一側壁和第二側壁，所述第一側壁與襯底表面的夾角為β，第二側壁與襯底表面的夾角為α，夾角α和夾角β的角度范圍為30～60°。

進一步地，所述夾角α與夾角β的角度值相等，第一側壁和第二側壁對稱設置。

進一步地，所述夾角α與夾角β不等時，所述第一側壁或第二側壁的出光角度向夾角α和夾角β中角度小的夾角對應的側壁方向偏斜。