一种白光ＬＥＤ芯片及其制造方法技术

本发明专利技术揭示了一种白光ＬＥＤ芯片，包括构成顺次构成层叠结构的第一类型ＬＥＤ芯片、第二类型ＬＥＤ芯片、及第三类型ＬＥＤ芯片；所述第一类型ＬＥＤ芯片、所述第二类型ＬＥＤ芯片、及所述第三类型ＬＥＤ芯片均包括间隔排列的基本发光单元与环氧树脂透镜。本发明专利技术还提供一种ＬＥＤ芯片的制造方法，包括分别制作包括间隔排列的基本发光单元与环氧树脂透镜的第一类型ＬＥＤ芯片、所述第二类型ＬＥＤ芯片、及所述第三类型ＬＥＤ芯片，并将上述三者键合以构成层叠结构的步骤。本发明专利技术的有益效果在于：节约芯片面积，发光效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LED照明领域，特别涉及一种由三原色芯片组合而成的白光LED芯片 及其制造方法。
技术介绍
现有技术的照明多采用白炽灯，然而，白炽灯的发光效率极低，废弃的灯管也很容 易造成污染。由于LED照明具有高节能、长寿命、利环保、配套投资小、多变幻等优点，已成 为照明领域的发展方向。 照明需要的通常是白色的光源。自从1998年发白光的LED开发成功，至今为止， 现有技术中已由多种类型的白光LED，表1所示为现有技术各种类型的白光LED及其发光原 理。 <table>table see original document page 5</column></row><table> 表1 其中，已经商业化的是第一种类型的LED。这种LED是将GaN衬底发蓝光LED芯 片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成，GaN芯片发蓝光(A p = 465nm， Wd = 30nm)，高温 烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光发射，峰值550nm。蓝光LED 基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nm， LED基片发出的蓝光 部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到得白光。现在，对于 InGaN/YAG白色LED,通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色 温3500-10000K的各色白光，其最好的发光效率约为25流明/瓦。专利号为200910099181，为一种蓝光芯片加量子点和YAG荧光粉混掺的白光LED发光装置的专利就提供了这样一种白光LED专利，其由散热底座，绝缘层，正极，金线，取光透镜，环氧树脂，量子点与YAG荧光粉以及硅胶混合体，发光芯片，负极和绝缘层构成。量子点为核_壳结构的发橙红和红光的量子点，蓝光芯片发出的蓝光激发量子点发出橙红和红光，激发YAG荧光粉发出黄光，橙红光、红光、黄光以及蓝光芯片发出的蓝光中剩余的蓝光混合实现高显色白光的出射。然而，这种类型的白光LED有个明显的缺点，就是其发光效率较差。 还有一种白光LED，通过紫光激发红、绿、蓝三色荧光粉，来发出白光。专利号为03149751，为紫光激发的三组分白光荧光粉及其制备方法，介绍了这种白光LED所需的三色荧光粉的制备方法，这种三组分白光荧光粉包括主要发射峰在绿光区的绿粉、主要发射峰在蓝光区的蓝粉和主要发射峰在红光区的红粉，其特征在于绿粉为二价铕激活的氯硅酸钙镁；红粉为三价铕激活的硫氧化钇；蓝粉为二价铕激活的氯磷酸锶/钙；红、绿、蓝三种荧光粉的重量比为(5.0-25.0) : (1.0-2.0) : (0. 5-1. 0)。但这种三基色荧光粉的粒度要求比较小，稳定性要求也高，难以达到理想效果。 现有技术中最被看好的是将三原色的三种芯片封装在一起，构成的白光LED，其发 光效率高，发光稳定。然后，由于需要三种芯片，且三种芯片封装在一个平面上，使得白光 LED芯片的面积大大增加。 因此，如何提供一种面积较小、发光效率高、发光稳定的白光LED芯片，已成为本 领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的所要解决的技术方案是提供白光LED芯片及其制造方法，以解决现有技 术的不足。 为解决上述技术方案，本专利技术提供一种白光LED芯片，包括构成顺次构成层叠结 构的第一类型LED芯片、第二类型LED芯片、及第三类型LED芯片；所述第一类型LED芯片、 所述第二类型LED芯片、及所述第三类型LED芯片均包括一层透明介质层、及位于所述透明 介质层上的间隔排列的基本发光单元与环氧树脂透镜，每一基本发光单元均在其顶端接有 一个上电极，在其底端接有一个下电极，且所述第一类型LED芯片、所述第二类型LED芯片、 及所述第三类型LED芯片的基本发光单元上下位置对应，所述第一类型LED芯片、所述第二 类型LED芯片、及所述第三类型LED芯片的环氧树脂透镜上下位置对应；其中，所述基本发 光单元的横截面为梯形，以使所述基本发光单元能够从侧壁出光；所述环氧树脂透镜的横 截面为由倒梯形及位于倒梯形顶面的弧面共同构成的图形，以使所述环氧树脂透镜能够汇 聚所述基本发光单元从侧壁发出的光并形成向上的出光。 作为本专利技术的优选方案之一，所述基本发光单元包括衬底层、N型外延层、有源层、 及P型外延层。 作为本专利技术的优选方案之一，所述第二类型LED芯片的基本发光单元的衬底层、N 型外延层、有源层、及P型外延层与所述第一类型、所述第三类型的基本发光单元结构的衬 底层、N型外延层、有源层、及P型外延层排列顺序相反，且所述第二类型LED芯片的上电极 与下电极的材料亦与所述第一类型、所述第二类型的上电极与下电极的材料相反。 作为本专利技术的优选方案之一，所述第一类型LED芯片、所述第二类型LED芯片、及所述第三类型LED芯片分别为蓝光LED芯片、红光LED芯片、及绿光LED芯片中的一种；其 中，所述蓝光LED芯片的衬底为GaN层，有源层为InGaN ;所述红光LED芯片的衬底为GaP 层，有源层为AllnGaP层；所述绿光LED芯片的衬底为GaN层，有源层为InGaN/GaN量子阱 层。 作为本专利技术的优选方案之一，所述第一类型LED芯片的下电极与所述第二类型 LED芯片的上电极键合，所述第二类型LED芯片的下电极与所述第三类型LED芯片的上电极 键合。 作为本专利技术的优选方案之一，所述第一类型LED芯片的上电极与所述第二类型 LED芯片的下电极连接，所述第二类型LED芯片的下电极与所述第三类型LED芯片的上电极 连接。 作为本专利技术的优选方案之一，所述梯形的锐角为45。至70° 。 作为本专利技术的优选方案之一，所述第一类型LED芯片的环氧树脂透镜底面面积大于所述第二类型LED芯片的环氧树脂透镜向上出光的范围，所述第二类型LED芯片的环氧树脂透镜底面面积大于所述第三类型LED芯片的环氧树脂向上出光的范围。 作为本专利技术的优选方案之一，所述透明介质层的材料为二氧化硅。 作为本专利技术的优选方案之一，所述第一类型LED芯片的上电极与上电极、下电极与下电极之间均电性连接，所述第二类型LED芯片的上电极与上电极、下电极与下电极之间均电性连接，所述第三类型LED芯片的上电极与上电极、下电极与下电极之间均电性连接。 本专利技术还提供一种白光LED芯片的制造方法，包括以下步骤步骤A、分别在三个 衬底层上顺次生长N型外延层、有源层、及P型外延层，以制成第一类型LED芯片、第二类 型LED芯片、及第三类型LED芯片的基本发光结构；步骤B、对于第二类型LED芯片，在其衬 底层上生长透明介质层，对于第一类型及第三类型LED芯片，分别在两者的P型外延层上生 长透明介质层；步骤C、对于第二类型LED芯片的基本发光结构，从P型外延层开始，采用湿 法或干法刻蚀出直至透明介质层的凹陷，以形成基本发光单元；对于第一类型及第三类型 LED芯片的基本发光结构，分别从衬底层开始采用湿法或干法刻蚀出直至透明介质层的凹 陷，以形成基本发光单元，所述凹陷的横截面均为倒梯形；步骤D、采用环氧树脂填满所有 所述凹陷，并在填满所述凹陷的环氧树脂上继续制作出横截面为弧面的环氧树脂凸起，以 形成环氧树脂透镜；步骤E本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白光ＬＥＤ芯片，其特征在于：包括构成顺次构成层叠结构的第一类型ＬＥＤ芯片、第二类型ＬＥＤ芯片、及第三类型ＬＥＤ芯片；所述第一类型ＬＥＤ芯片、所述第二类型ＬＥＤ芯片、及所述第三类型ＬＥＤ芯片均包括一层透明介质层、及位于所述透明介质层上的间隔排列的基本发光单元与环氧树脂透镜，每一基本发光单元均在其顶端接有一个上电极，在其底端接有一个下电极，且所述第一类型ＬＥＤ芯片、所述第二类型ＬＥＤ芯片、及所述第三类型ＬＥＤ芯片的基本发光单元上下位置对应，所述第一类型ＬＥＤ芯片、所述第二类型ＬＥＤ芯片、及所述第三类型ＬＥＤ芯片的环氧树脂透镜上下位置对应；其中，所述基本发光单元的横截面为梯形，以使所述基本发光单元能够从侧壁出光；所述环氧树脂透镜的横截面为由倒梯形及位于倒梯形顶面的弧面共同构成的图形，以使所述环氧树脂透镜能够汇聚所述基本发光单元从侧壁发出的光并形成向上的出光。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖德元，王曦，陈静，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]