发光二极管、发光装置及制造方法制造方法及图纸

一种发光二极管、发光装置及其制造方法，其中所述发光二极管包括：反射衬底，位于所述反射衬底上的发光二极管管芯，其中，所述反射衬底朝向发光二极管管芯的一侧形成有一个以上的截顶锥形反射凹坑。一种包括所述发光二极管的发光装置。发光二极管发出的光在截顶锥形反射凹坑的侧壁上会发生反射，反射后的光可到达发光二极管的出光面，而提高了发光二极管的出光率。一种发光装置的制造方法，在衬底上依次形成发光二极管管芯以及第二电极；图形化所述衬底背面，露出发光二极管管芯，形成多个截顶锥形的衬底凸起；填充衬底凸起之间的空隙，形成第一电极。所述制造方法制造工艺较为简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，更具体地，本专利技术涉及一种发光二极管、发光装置及 其制造方法。
技术介绍
发光二极管(LED)是响应电流而被激发从而产生各种颜色的光的半导体器件。其 中，以氮化镓(GaN)为代表的III-V族化合物半导体由于具有带隙宽、发光效率高、电子饱 和漂移速度高、化学性质稳定等特点，在高亮度蓝光发光二极管、蓝光激光器等光电子器件 领域有着巨大的应用潜力，引起了人们的广泛关注。然而，目前半导体发光二极管存在着发光效率低的问题。对于未经封装的发光二 极管，其出光效率一般只有百分之几。大量的能量聚集在器件内部不能出射，既造成能量浪 费，又影响器件的使用寿命。因此，提高半导体发光二极管的出光效率至关重要。基于上述的应用需求，许多种提高发光二极管出光效率的方法被应用到器件结构 中，例如表面粗糙化法，金属反射镜结构等。公开号为CN1858918A的中国专利申请公开了 一种发光二极管，所述的发光二极管下表面形成全角度反射镜结构，可以提高发光二极管 出光效率。然而，该方法需要在衬底上形成多层由高折射率层与低折射率层堆叠而成的薄 膜结构，制作工艺复杂。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种发光装置及其制造方法，以提高出光效率。为解决上述问题，本专利技术提供一种发光二极管，包括反射衬底，位于所述反射衬 底上的发光二极管管芯，其中，所述反射衬底朝向发光二极管管芯的一侧形成有一个以上 的截顶锥形反射凹坑。相应地，本专利技术还提供一种包括所述发光二极管的发光装置。相应地，本专利技术还提供一种发光装置的制造方法，在衬底上依次形成发光二极管 管芯以及第二电极；图形化所述衬底背面，露出发光二极管管芯，形成多个截顶锥形的衬底 凸起；填充衬底凸起之间的空隙，形成第一电极。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点发光二极管发出的光在截顶锥形反射凹 坑的侧壁上会发生反射，反射后的光可到达发光二极管的出光面，从而提高了发光二极管 的出光率；本专利技术发光装置的制造方法较为简单。 附图说明图1是本专利技术发光装置的剖面结构示意图；图2是本专利技术发光装置制造方法一实施方式的流程图；图3是图2所示步骤Sl —实施例的流程图4是图2所示步骤s2 —实施的流程示意图；图5至图11是本专利技术发光装置制造方法形成的发光装置一实施例的侧面示意图。 具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术 的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限 制。正如
技术介绍
所述，为提高发光二极管的出光效率，现有技术的发光二极管需要 在衬底上形成多层由高折射率层与低折射率层堆叠而成的薄膜结构，但所述薄膜结构的制 作工艺复杂。针对上述问题，本专利技术的专利技术人提供了一种包括发光二极管的发光装置，所述发 光二极管包括衬底，所述衬底包括截顶锥形反射凹坑，发光二极管发出的光在截顶锥形反 射凹坑的侧壁上会发生反射，反射后的光可到达发光二极管的出光面，从而提高了发光二 极管的出光率。参考图1，示出了本专利技术发光装置的剖面结构示意图。如图1所示，所述发光装置 包括基座101、以及安装于基座101内的发光二极管109，其中，基座101，所述基座101包括装配凹坑，用于容纳所述发光二极管109，所述装配凹 坑的侧壁与装配凹坑的底面之间的角度θ为130° 150°，所述装配凹坑的侧壁可用于 反射发光二极管109发出的光，并将所述发光二极管109发出的光反射至发光二极管109 的出光面，进而可以提高发光装置的出光效率。具体地，所述基座101采用散热性能好的导 电材料，一方面可以使发光二极管产生的热量传导出去，另一方面基座101用于实现发光 二极管109和电源负极的电连接。具体地，所述基座采用硅或铝等材料；所述装配凹坑的上开口尺寸为4微米，所述 装配凹坑的底面开口尺寸为2微米，上开口大底面开口小的装配凹坑，可以保证装配凹坑 的侧壁与装配凹坑的底面之间的角度θ在130° 150°范围内，装配凹坑的侧壁可将发 光二极管发出的光反射到发光装置的出光面。较佳地，所述基座101上还连接有第一引线，用于连接基座101和电源的负极。所述发光二极管109设置于基座101的装配凹坑中，包括反射衬底、位于反射衬 底上的发光二极管管芯、位于发光二极管管芯上的第二电极107。所述反射衬底包括第一电极102和透光件103，所述第一电极102用于实现发光二 极管109和电源负极之间的电连接，具体地，第一电极102采用钛、铝或金等导电金属制成， 所述第一电极102包括多个梯形凸起，所述梯形凸起之间具有倒置的截顶锥形反射凹坑， 所述截顶锥形反射凹坑的深度为20至50微米，所述截顶锥形反射凹坑之间的间距为10至 50微米。所述透光件103填充于所述截顶锥形反射凹坑中，具体地所述透光件103的材料 为氧化铝。发光二极管109发出的光透过透光件103到达截顶锥形反射凹坑的侧壁上会发生 反射，反射后的光可到达发光二极管109的出光面(如光路C所示)，从而提高了发光二极管109的出光率。依次位于第一电极102的梯形凸起和透光件103上的N型掺杂的半导体、有源层 和P型掺杂的半导体构成发光二极管管芯，其中，N型掺杂的半导体的材料包括N型氮化镓； 有源层包括多量子阱有源层，具体地，所述多量子阱有源层的材料包括氮化铟镓；所述P型 掺杂的半导体的材料包括P型氮化镓。第二电极107位于发光二极管管芯上方，用于实现发光二极管109和电源正极之 间的电连接，具体地，第二电极107采用镍或金的导电金属材料，较佳地，所述第二电极107 上还连接有第二引线，用于连接发光二极管109和电源正极。所述发光装置还包括透镜结构108，覆盖于第二电极107之上，用于会聚发光二极 管发出的光线，以提高发光装置的亮度。所述透镜结构108还填充于所述发光二极管109 和基座101之间的空隙中，所述透镜结构108可以会聚发光二极管发出的光(如光路A所 示)；可以会聚发光二极管发出、经由基座侧壁反射的光(如光路B所示)；还可以会聚透过 透光件103到达截顶锥形反射凹坑的侧壁，经由反射凹坑的侧壁反射的光(如图C所示)， 所述透镜结构可以提高发光装置的亮度。所述发光装置还包括覆盖于透镜结构上的荧光粉(图未示)，用于发出白光。具体 地，对于发出蓝光的发光二极管，所述荧光粉为含Ce3+的YAG荧光粉。综上，本专利技术提供的专利技术装置包括基座，以及安装于基座中的发光二极管，所述发 光二极管包括反射衬底，所述反射衬底包括截顶锥形反射凹坑，发光二极管发出的光在截 顶锥形反射凹坑的侧壁上会发生反射，反射后的光可到达发光二极管的出光面，而提高了 发光二极管的出光率。此外，所述发光装置的基座还包括用于容纳发光二极管的装配凹坑，所述装配凹 坑的侧壁与装配凹坑的底面之间的角度θ为130° 150°，所述装配凹坑的侧壁可以反 射发光二极管发出的光，可以进一步提高发光二极管的出光率。相应地，本专利技术还提供一种发光装置的制造方法，参考图2，示出了本发光装置的 制造方法一实施方式的流程图。所述发光装置的制造方法包括Si，在衬底上依次形成发光二极管管芯以及第二电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管，其特征在于，包括：反射衬底，位于所述反射衬底上的发光二极管管芯，其中，所述反射衬底朝向发光二极管管芯的一侧形成有一个以上的截顶锥形反射凹坑。

【技术特征摘要】
一种发光二极管，其特征在于，包括反射衬底，位于所述反射衬底上的发光二极管管芯，其中，所述反射衬底朝向发光二极管管芯的一侧形成有一个以上的截顶锥形反射凹坑。2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述截顶锥形反射凹坑中填充有透 光件。3.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述截顶锥形反射凹坑的深度为20 至50微米。4.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述截顶锥形反射凹坑之间的间距 为10至50微米。5.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述透光件的材料包括氧化铝。6.一种包括权利要求1 5所述任意一发光二极管的发光装置，其中，所述发光二极管 还包括位于发光二极管管芯上的第二电极，所述发光装置还包括覆盖于第二电极上的透镜 结构。7.如权利要求6所述的发光装置，其中，所述发光装置还包括覆盖于透镜结构上的荧 光粉。8.如权利要求6所述的发光装置，其中，还包括基座，发光二极管安装于所述基座上。9.如权利要求8所述的发光装置，其中，所述基座包括用于安装所述发光二极管的装 配凹坑，所述装配凹坑的侧壁与装配凹坑的底面之间的角度为130° 150°。10.如权利要求9所述的发光装置，其特征在于，所述透镜结构还填充于所述发光二极 管和装配凹坑的侧壁之间的空隙中。11.如权利要求10所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置还包括覆盖于透镜结 构上的荧光粉。12.一种发光装置的制造方法，其特征在于，在衬底上依次形成发光二极管管芯以及第 二电极；图形化所述衬底背面，露出发光二极管管芯，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张汝京，肖德元，
申请(专利权)人：映瑞光电科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]