[發明專利]一種提高LED出光率的玻璃封裝方法

有效

• 申請號: 202110705908.2
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113471353B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 李國琪;詹鑫源
• 申請（專利權）人: 深圳市方晶科技有限公司
• 主分類號: H01L33/60
• 分類號: H01L33/60;H01L33/56
• 代理公司: 無錫智麥知識產權代理事務所(普通合伙) 32492
• 代理人: 宋春榮

本發明提供了一種提高LED出光率的玻璃封裝方法，由內而外依次疊放藍寶石襯底、氮化鎵層、金屬導電層、玻璃基板；其中，沿遠離藍寶石襯底的方向，氮化鎵層包括氮化鎵外延N型層、氮化鎵外延發光層、氮化鎵外延P型層；在玻璃基板的背面加工光反射層。本發明在玻璃基板背面加工光反射層，替代了正面金屬導電層鍍銀反射層，減少了貴金屬銀的使用，大大降低了玻璃封裝成本。而且，光反射層在玻璃基板上全覆蓋，有效減少了光漏出，大幅提高了LED出光率。

技術領域

本發明涉及照明技術領域，特別是涉及一種提高LED出光率的玻璃封裝方法。

背景技術

LED，即發光二極管，是一種新型固態光源，具有發光效率高、節能環保、壽命長等優勢，是未來照明光源市場的主要發展方向。LED目前已在顯示器背光、汽車大燈、室內外照明等方面得到了廣泛應用。

市場上的LED主要是基于GaN材料的LED，在世界范圍內獲得了廣泛的關注和快速的發展。為了獲得高亮度的LED，必須提高LED的外量子效率。而外量子效率又主要由內量子效率和光提取效率來決定。LED的內量子效率已經非常高，故光提取效率便成為了決定外量子效率的關鍵因素。

導致LED的外量子效率低的主要原因是：GaN的折射率與空氣的折射率相差較大，當有源區產生的光子在出射過程中從光密介質GaN入射到光疏介質空氣中，使得超過該角度的出射光子將在界面處發生全反射現象而不能逃逸出去，反射回來的光子又被材料吸收產生熱導致LED器件的發光效率進一步降低。因此如何采取有效的方式使這部分光逃逸出來，是提高GaN基LED輸出功率的出發點，也是LED固態照明光源得到推廣應用的關鍵所在。

過去人們將熒光粉與環氧樹脂或硅膠混合涂覆于LED芯片表面，從而實現LED封裝，但是環氧樹脂或硅膠的耐熱性和抗老化性能較差，近年來開始使用玻璃基板封裝作為新的封裝載體方式。但是由于LED封裝玻璃的上下表面平整光滑，而且玻璃與空氣之間的折射率相差較大，界面存在全發射問題。為了提高出光率，通常在金屬線路上鍍一層銀反射層(圖1)，但是金屬線路占玻璃基板的面積很低，不能實現完全的鏡面反射，仍然有一定比例的光從玻璃基板另一面漏出。

專利CN203883002U公開了一種多面顯示的LED封裝結構，在LED芯片對應的ITO導電層上設有鍍銀層，其一方面因為銀金屬的使用帶來了成本問題，另一方面LED出光率仍不理想。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種提高LED出光率的玻璃封裝方法，大大降低了玻璃封裝成本，并大幅度提高了LED出光率。

為實現上述目的，本發明是通過如下方案實現的：

一種提高LED出光率的玻璃封裝方法，由上而下依次疊放藍寶石襯底、氮化鎵層、金屬導電層、玻璃基板；其中，沿遠離藍寶石襯底的方向，氮化鎵層包括氮化鎵外延N型層、氮化鎵外延發光層、氮化鎵外延P型層；在玻璃基板的背面加工光反射層，具體方法如下：

(1)先以聚苯乙烯為模板，以正硅酸乙酯為原料，制備多孔二氧化硅微球，接著將硝酸氧鋯水合物、多孔二氧化硅微球混合制成漿料，通過光固化形成坯體，氮化燒結處理，得到復合微球；

(2)再以復合微球與氧化銻為原料配制成預混料，備用；

(3)然后在玻璃基板的背面沉積鈦酸鍶鋇薄膜，接著在鈦酸鍶鋇薄膜表面旋涂預混料，后處理，即可形成光反射層。

優選的，金屬導電層分為區域N和區域P，分別通過金屬粘附層粘結至玻璃基板上；在區域N和區域P上分別通過導電焊接材料焊接金屬電極N、金屬電極P，前者依次穿過氮化鎵外延P型層、氮化鎵外延發光層，并與氮化鎵外延N型層接觸，后者與氮化鎵外延P型層接觸；在氮化鎵層外周涂覆無機絕緣介質，其中，金屬電極N穿過氮化鎵層部分的側面也涂覆無機絕緣介質。

進一步優選的，所述金屬粘附層的材質為氮化鈦，所述無機絕緣介質為氮化鋁。