一种具有导光孔结构的发光二极管制造技术

本发明专利技术公开了一种具有导光孔结构的发光二极管，所述发光二极管的发光芯片的上表面形成有导光层，所述导光层包括与发光芯片接触的下层薄膜、以及处于上方的上层薄膜，所述上层薄膜中贯穿形成有多个导光孔，每个导光孔中均填充有折射率大于上层薄膜、下层薄膜的光学材料填充。本发明专利技术提供的具有导光孔结构的发光二极管，利用光以一定角度射入光疏介质膜时，斜射光在导光层结构膜中发生多次全反射，最终经过导光孔均匀的从芯片正面透出，在不降低光强的前提下，解决了LED芯片正面光效较低的难题，提高了芯片封装亮度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种具有导光孔结构的发光二极管，所述发光二极管的发光芯片的上表面形成有导光层，所述导光层包括与发光芯片接触的下层薄膜、以及处于上方的上层薄膜，所述上层薄膜中贯穿形成有多个导光孔，每个导光孔中均填充有折射率大于上层薄膜、下层薄膜的光学材料填充。本专利技术提供的具有导光孔结构的发光二极管，利用光以一定角度射入光疏介质膜时，斜射光在导光层结构膜中发生多次全反射，最终经过导光孔均匀的从芯片正面透出，在不降低光强的前提下，解决了LED芯片正面光效较低的难题，提高了芯片封装亮度。【专利说明】一种具有导光孔结构的发光二极管
本专利技术涉及一种导光层，具体涉及一种具有导光孔结构的发光二极管。
技术介绍
LED因其具有节能、环保、高可靠性以及高寿命等诸多优点，被广泛应用于照明等领域。正装LED芯片，其外延层全角度出光的特性决定了只有极小的一部分光垂直于芯片正面透射，而大部分光透射出芯片后与正面垂直方向存在很大的角度，大大降低了芯片正面出光效率，虽然后期封装通过增加侧面反光结构改变了光路，但常常伴随大量光效的损失。正面光效较低的缺点现已严重制约LED照明芯片在下游工段的发展与应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有导光孔结构的发光二极管,利用光以一定角度射入光疏介质膜时，斜射光在导光层结构膜中发生多次全反射，最终经过导光孔均匀的从芯片正面透出，在不降低光强的前提下，解决了 LED芯片正面光效较低的难题，提高了芯片封装亮度。本专利技术提供一种具有导光孔结构的发光二极管，所述发光二极管的发光芯片的上表面形成有导光层，所述导光层包括与发光芯片接触的下层薄膜、以及处于上方的上层薄膜，所述上层薄膜中贯穿形成有多个导光孔，每个导光孔中均填充有折射率大于上层薄膜、下层薄膜的光学材料填充。所述导光孔的截面形状为等腰倒梯形结构。所述下层薄膜和下层薄膜的材料相同。所述下层薄膜和下层薄膜的材料不相同，所述上层薄膜与下层薄膜之间还包含一层中间层薄膜，且中间层薄膜的材料与导光孔中填充的导光材料相同。所述导光层通过以下过程制备:首先在发光二极管的发光芯片的上表面制备下层薄膜，然后在下层薄膜的上表面制备一层与导光孔中材料相同的导光孔薄膜层，然后采用刻蚀或腐蚀方式在导光孔薄膜层上间断性贯穿刻蚀，刻蚀或腐蚀的深度为该导光孔薄膜层的厚度，未被刻蚀或腐蚀的部分形成多个导光孔，然后在刻蚀或腐蚀去除的位置沉积上层薄膜材料，沉积厚度等于导光孔的深度，进而最终形成导光层。所述导光层的上层薄膜和下层薄膜的材料为SiO2,导光孔中沉积的材料为IT0。所述导光层通过以下过程制备:首先在正装LED发光芯片表面下层薄膜，然后在下层薄膜的表面制备中间层薄膜，并中间层薄膜上使用刻蚀或腐蚀方法间断性加工出截面为正等腰梯形结构的多个凹槽，刻蚀或腐蚀深度小于该中间层薄膜的厚度，在相应被刻蚀或腐蚀的部分填充入上层薄膜材料，构成上层薄膜，对应未被刻蚀或腐蚀的间断性部分则形成导光孔，进而最终形成导光层。所述导光层通过以下过程制备:所述上层薄膜的材料为SiO2 ;所述中间层薄膜及导光孔的材料为Si3N4 ;所述下层薄膜的材料为IT0。所述射入导光层的光线的入射角为a ;所述导光孔的等腰倒梯形结构的上底角为β，所述下层薄膜的折射率为Ii1，所述下层薄膜的折射率为η3，所述导光孔以及中间层薄膜的折射率为η2，进入导光孔中的光线与垂直于导光孔的侧壁方向之间的夹角为i，所述其中 a ^ arc sin (n3/n2),且 α ^ arc sin (η?所述导光孔的等腰倒梯形结构的上底角为β，进入导光孔中的光线与垂直于导光孔的侧壁方向之间的夹角为i，从导光孔中射出的出射光线与竖直方向的夹角为Q1，则i<90° ,α >90° -β,且 arc sin (n3/n2), a ^ 180° - β - (arc sin (n3/n2)),β + (arc sin (n3/n2)) -90 ° =arc sin (T/ (L+ (T/sin β ))), arc sin (T/ (L+ (T/sin@ )))=90° -a，其中T为导光孔的深度，L为倒梯形结构的下底的宽度。本专利技术具有的优点在于: 本专利技术提供一种具有导光孔结构的发光二极管，利用光以一定角度射入光疏介质膜时，斜射光在导光层结构膜中发生多次全反射，最终经过导光孔均匀的从芯片正面透出，在不降低光强的前提下，解决了 LED芯片正面光效较低的难题，提高了芯片封装亮度。这种新型的LED因其正面聚光效果显著，且具有45°~135° (即a 1=0-45° )正面出光、90°正面垂直出光两种出光方式，因而将在LED聚光灯、LED大型探照灯等领域获得广泛应用。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术中第一种导光层的结构示意图； 图2是本专利技术中第二种导光层的结构示意图。图中:1-下层薄膜 ；2_上层薄膜；3_导光孔；4_中间层薄膜。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。本专利技术提供一种具有导光孔结构的发光二极管，在LED发光芯片的表面具有导光层薄膜，所述导光层薄膜形成于所述发光二极管的发光芯片的表面，所述导光层薄膜为组合膜层，且该组合膜层在可见光波长范围内具有高透过率。如图1所示，所述导光层包括与发光芯片接触的下层薄膜1、以及处于上方的上层薄膜2，所述上层薄膜2中贯穿形成有多个导光孔3，导光孔3的深度与上层薄膜2的厚度相同。所述多个导光孔3中填充有折射率大于上层薄膜2、下层薄膜I的导光材料。其中，所述上层薄膜2和下层薄膜I的材料可以相同也可以不同。当二者材料不同时，当要求二者的折射率必须小于导光孔3中填充的光学材料。所述导光孔3的截面形状为倒梯形结构，且为等腰梯形。所述上层薄膜2、下层薄膜I以及导光孔中的填充材料选择可涵盖折射率为1.0-2.4范围内的所有光学材料，例如Al2O3薄膜、ITO薄膜、SiO2薄膜、Si3N4薄膜、GaN薄膜等各种适用本专利技术导光层的光学膜。所述导光孔的截面形状为等腰的倒梯形结构。当下层薄膜I和上层薄膜2的材料不同时，如图2所示，在上层薄膜2和下层薄膜I之间形成有一层中间层薄膜4，所述中间层薄膜4与导光孔3中填充的导光材料的折射率相同，且其具体厚度没有限制。综上，本专利技术中导光层薄膜的组合有如下两种方式: 1、两种不同折射率的薄膜材料组成的导光层，导光孔3中填充的为折射率较高的光学材料，下层薄膜I和上层薄膜2为折射率较低的相同薄膜。例如，Si02-1T0-Si02。在上层薄膜2中形成多个导光孔3，且导光孔3的截面形状为等腰倒梯形结构。2、三种不同折射率的薄膜材料组成的导光层，下层薄膜I和上层薄膜2为折射率较低的两种不同薄膜，上层薄膜2中具有多个导光孔3，且在下层薄膜I和上层薄膜2之间具有折射率较高的、与导光孔3中填充的材料相同的中间层薄膜4材料。例如，SiO2-GaN-1TO或SiO2-Si3N4-1TO,并且下层薄膜I和上层薄膜2的材料可以互换。所述导光孔3的截面形状为等腰倒梯形结构。本专利技术中导光孔3的尺寸以及导光孔3的深度与下层薄膜1、上层薄膜2、导光孔3中填充的光学材料的折射率满本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有导光孔结构的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管的发光芯片的上表面形成有导光层，所述导光层包括与发光芯片接触的下层薄膜、以及处于上方的上层薄膜，所述上层薄膜中贯穿形成有多个导光孔，每个导光孔中均填充有折射率大于上层薄膜、下层薄膜的光学材料填充。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翟阳，项艺，艾常涛，
申请(专利权)人：迪源光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42