一种半导体发光器件的光学封装结构制造技术

技术编号:11896404 阅读:54 留言:0更新日期:2015-08-18 01:31
本实用新型专利技术公开了一种半导体发光器件的光学封装结构,包括覆盖于所述半导体发光芯片上的透明封装材料层,所述透明封装材料层包括具有第一折射率的第一封装层和具有第二折射率的第二封装层,所述第二封装层覆设在所述第一封装层上,所述第二折射率大于所述第一折射率,所述透明封装材料层表面形成有粗糙面。本实用新型专利技术在SMD和COB胶体表面制作出微、纳米级的微结构,使光不被胶体表面限制,减少了由于硅胶的折射率比空气高而造成的全内发射,同时也提高了半导体发光器件的光学封装结构的抗硫化性能,既保持了封装体积小、成本低的优点,又解决了其出光光效较低和可靠性较差的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种半导体发光器件,特别涉及一种新型半导体发光器件的光学 封装结构的光学封装结构。
技术介绍
在LED器件的制备工艺中,一个重要的技术环节是封装,这一环节对于提高LED光 提取效率非常重要。目前,常用于封装LED的材料主要有环氧树脂、硅氧烷树脂胶(简称 "硅胶")等,尤其是后者因具有透光率高、耐紫外性能较好、热稳定性好和应力小等优点,在 大功率LED封装中得到广泛应用。 由于当前的LED外延材料通常具有较高折射率,例如,对于波长为460nm左右的蓝 光,GaN的折射率高达2. 5,其与空气折射率反差很大,导致LED的光提取效率偏低。为此,业 界长久以来一直通过致力于提高封装材料折射率的方式,以期提高LED芯片的出光率。例 如,DavidW.Mosley等人(Proc.ofSPffi,2008. 1. 13,Vol. 6910191017-1)研宄发现,随封装 材料的折射率上升,LED的光提取效率会相应提高,而AnnW.Norris等人(Proc.ofSPIE, 2005. 9. 14,Vol. 5941594115-1)亦有类似研宄结论。 然而,对于硅胶等封装材料而言,为提高其折射率,通常需要对其改性,这也使得 其生产成本大幅提升,价格较高,并且还会导致其耐热能力较差,因此在应用于封装LED,特 别是大功率LED器件时存在较大的局限性。 另外,目前LED封装以SMD(表面贴装)和COB(集成封装)形式为主:它们的优点 是体积小,成本低,但是由于封装胶(通常为有机硅胶)具有平面结构,所以出光光效也较 低。为了增加出光效率,通常在上面制作一个透镜,或者将透镜粘贴在LED封装胶的上面。 而设置透镜势必会增大体积和成本。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种半导体发光器件的光学封装结构,以克服现有技 术中的不足。 为实现上述目的,本技术提供如下技术方案: 一种半导体发光器件的光学封装结构,包括覆盖于半导体发光芯片上的透明封装 材料层,所述透明封装材料层包括具有第一折射率的第一封装层和具有第二折射率的第二 封装层,所述第二封装层覆设所述第一封装层上,所述第二折射率大于所述第一折射率,并 且所述透明封装材料层表面形成有粗糙面。 优选的,所述粗糙面为微纳米结构,所述微纳米结构的尺寸为发光波长的1/10至 十微米。 尤为优选的,所述微纳米结构包含阵列设置的纳米椎体、柱体或半圆冠体。 作为较佳实施方案之一,所述半导体发光芯片包括外延材料层,所述外延材料层 的出光面上依次覆盖有透明导电层和透明保护介质层,所述第一封装层覆盖于所述透明保 护介质层上,所述第一封装层对于所述外延材料层发射的光的折射率小于1. 5,并且,所述 第一封装层对于所述外延材料层发射的光的折射率小于所述外延材料层、透明导电层和透 明保护介质层中的任一者。 较为优选的,所述透明导电层和所述透明保护介质层的光学厚度之和是发光中心 波长的四分之一光学厚度的奇数倍。 较为优选的,所述透明保护介质层与第一封装层之间还分布有透明防硫化层; 和/或,所述透明封装材料层上还覆盖有透明防硫化层。 较为优选的,所述透明保护介质层的材质包括氮化硅基材料。 较为优选的,覆盖于所述透明封装材料层上的透明防硫化层对于所述外延材料层 发射的光的折射率小于所述第二封装层。 较为优选的,所述透明防硫化层主要由耐紫外光及耐硫化的有机透明材料和/或 无机透明材料组成。 较为优选的,所述第二封装层对于所述外延材料层发射的光的折射率大于1. 5,但 小于2. 5。 较为优选的,所述第一封装层的材质包括透明硅氧烷树脂,第二封装层的材质包 括娃苯基树脂。 较为优选的,所述第一封装层的厚度为100ym~1mm,第二封装层的厚度为 30ym~2mm〇 较为优选的,所述透明封装材料层表面的粗糙面采用如下方式,例如光刻 (lithography)、压印、掩膜刻蚀(maskedetching)、喷墨印刷(inkjetting)、丝网印刷 (stencil/screenprinting)、£口记(imprinting)、铸造(molding)方式或其它任何合适制 成或者来源于直接贴附在透明材料层表面的具有粗糙面的膜。 与现有技术相比,本技术的优点在于: 1)第一封装层通过采用低折射率的透明封装材料(例如低折射率透明硅氧烷树 脂)取代业界一贯使用的高折射率透明封装材料组成半导体发光器件的光学封装结构的 光学封装结构,不仅取得了出乎本领域技术人员意料的高出光效率,而且还可有效降低成 本,提高其抗高温特性,以及提升半导体发光器件的光学封装结构的工作稳定性,延长其使 用寿命。 2)在具有低折射率的第一封装层上进一步制作一层具有高折射率的第二封装层, 同时第二封装层的表面形成有微纳米结构,特别是纳米结构,一方面提高了抗硫化性能,并 进一步提高了其出光效率;另一方面还降低了成本。【附图说明】 为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅 是本技术中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动 的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1所示为本技术具体实施例中封装层表面在不同粗糙度情况下出光率的 示意图; 图2所示为本技术具体实施例中半导体发光器件的结构示意图; 图3所示为本技术一具体实施例中粗糙面的制作流程图; 图4所示为本技术另一具体实施例中粗糙面的制作流程图; 图5所示为本技术又一具体实施例中粗糙面的制作流程图。【具体实施方式】 如前所述,长久以来,本领域技术人员一直认为只有通过增加封装材料的折射率, 才能提升LED器件的光提取率。然而,本案专利技术人在大量研宄和实践中非常意外的发现,当 将具有较低折射率的封装材料应用于LED的某些封装结构中时,所获LED器件的出光率不 低于,甚至在某些情况下远高于采用高折射率封装材料形成的光学封装结构。 基于这样的意外发现,本案专利技术人得以提出本技术的技术方案,即:通过采用 具有较低折射率的封装材料封装LED等半导体发当前第1页1 2 本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种半导体发光器件的光学封装结构,包括覆盖于半导体发光芯片上的透明封装材料层,其特征在于所述透明封装材料层包括具有第一折射率的第一封装层和具有第二折射率的第二封装层,所述第二封装层覆设所述第一封装层上,所述第二折射率大于所述第一折射率,并且所述透明封装材料层表面形成有粗糙面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:梁秉文张汝志
申请(专利权)人:弗洛里光电材料苏州有限公司
类型:新型
国别省市:江苏;32

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