一种高出光率LED及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种高出光率LED，所述的LED（1）的外表面具有复数个微透镜状的球面。本发明专利技术还公开了一种高出光率LED的制作方法，包括如下步骤：1）在LED（1）外表面设置定型层；2）所述的LED（1）外表面通过定型层形成微透镜状的复数个球面。本发明专利技术解决了现有技术的缺点，提供了一种发光效率高、产品寿命长的高出光率LED及其制作方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高出光率LED及其制作方法。
技术介绍
在高亮的LED结构中，除了有源层(Active Region)及其他层会吸收光之外，必须注意的就是半导体的高折射系数(High Refractive Index)，这将使得LED所产生的光受到局限(Trapped Light)。从有源区所发射的光线在到达半导体与周围空气之界面时，如果光的入射角大于逃逸角锥(Escape Cone)的临界角(Critical Angle)时，则会产生全内反射(Total Internal Reflection)；对于高折射系数的半导体而言，其临界角都非常小， 当折射系数为3. 3时，其全内反射角则只有17°，所以大部份从有源区所发射的光线，将被局限(Trapped)于半导体内部，这种被局限的光有可能会被较厚的基板所吸收。此外，由于基板的电子与空穴对，会因基板品质不良或效率较低，导致有较大机率产生非辐射复合 (Recombine Non-Radiatively)，进而降低LED效率。所以如何从半导体有源区萃取光源， 以进而增加光萃取效率(Light Extraction Efficiency)，成为各LED制造商最重要的努力目标。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种发光效率高、产品寿命长的高出光率LED及其制作方法。为达到以上目的，本专利技术提供了一种高出光率LED，所述的LED的外表面具有复数个具有微透镜功能的球面。本专利技术的进一步改进在于，所述的球面的直径为200nm至lOOOnm。本专利技术的进一步改进在于，所述的复数个球面依次连接形成连续的微透镜阵列。本专利技术的进一步改进在于，所述的复数个球面的材料为GaN或Si02。本专利技术的另一个目的在于提供一种高出光率LED的制作方法，包括如下步骤(1)在LED外表面设置定型层；(2)所述的LED外表面通过定型层形成具有微透镜功能的复数个球面。本专利技术的进一步改进在于，所述的定型层为掩膜，通过设置掩膜的方法在所述的 LED (1)外表面形成具有微透镜功能的复数个球面。本专利技术的进一步改进在于，所述的掩膜为Ni薄膜、光阻掩膜、Si02掩膜或SiN掩膜中的一种。本专利技术的进一步改进在于，所述的定型层为具有复数个微透镜阵列的模具。本专利技术的更进一步改进在于，在形成复数个微透镜球面后还包括一个所述的模具与LED相分离的步骤。本专利技术的进一步改进在于，在LED外表面设置定型层步骤前还设置有沉积Si02步马聚ο由于采用了以上技术方案，本专利技术在LED表面设置球面组成的微透镜阵列，光可以通过该微透镜阵列快速逸出LED外面，增加了 LED发光效率，是一种发光效率高、产品寿命长的高出光率LED及其制作方法。附图说明附图1为本专利技术一种高出光率LED的制作方法实施例一中未加工的LED的结构示意附图2为本专利技术一种高出光率LED的制作方法实施例一中LED上沉积M薄膜后的结构示意附图3为本专利技术一种高出光率LED的制作方法实施例一中对M薄膜进行退火后结构示意附图4为本专利技术一种高出光率LED的制作方法实施例一中对LED进行蚀刻后已成型的 LED的结构示意附图5为本专利技术一种高出光率LED的制作方法实施例二中未加工的LED的结构示意附图6为本专利技术一种高出光率LED的制作方法实施例二中模具的结构示意图； 附图7为本专利技术一种高出光率LED的制作方法实施例二中模具对LED进行加工时的结构示意附图8为本专利技术一种高出光率LED的制作方法实施例二中去除模具后已成型的LED的结构示意图。其中ULED ；2、Ni 薄膜；3、模具。具体实施例方式下面对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。参见附图4，一种高出光率LED，LEDl的外表面具有复数个具有微透镜功能的球面，球面的直径为500nm，球面直径较佳的为200nm至lOOOnm。为了实现更好的出光效果，还可以将球面制作为复数个球面依次连接形成连续的微透镜阵列，这样LEDl外表面每一处都设置了曲面，可以易于LEDl内部光的逸出。以下详细说明高出光率LED的制作方法。实施例一，参见附图1至附图4，一种高出光率LED的制作方法，首先在LEDl外表面通过沉积的方法设置Ni薄膜2，对Ni薄膜2进行退火，在Ni薄膜2上形成复数个设置在 LEDl外表面的球面微透镜，利用剩余的M遮挡LEDlJf LEDl外表面进行蚀刻，在LEDl外表面上形成复数个外表面为球形的微透镜阵列，每个球面的微透镜依次相连接形成球面微透镜阵列。通常LEDl表面是平的，这样只有在逃逸椎体内的光才可以逃逸出。本专利技术的实施例根据需要在LEDl芯片表面形成纳米级的微球阵列，以改变LEDl芯片的取出效率，提高 LEDl的发光效率。实施例二，参加附图5至附图8，一种高出光率LED的制作方法，首先制作内表面为复数个球面凹陷的模具3，使用制作好的模具3对LEDl进行打磨，模具3具有复数个球面凹陷的内表面与LEDl的外表面相对，对LEDl的外表面进行打磨，因为模具3为球面凹陷形状，所以打磨出的LEDl外表面为外凸的球面，最终LEDl外表面形成球面微透镜阵列；在形成复数个微透镜球面后将模具3从LEDl上取下，模具3与LEDl相分离，最终完成一个LEDl球面微透镜阵列的制作。与上一实施例相同，LEDl的球面也为纳米级的微球阵列，可以改变LEDl芯片的取出效率，提高LEDl的发光效率。需要特别提及的是，按照实施例一和实施例二中介绍的方法制造具有微透镜功能的球面时都是在LED表面上进行，制作出来的球面都是GaN材质的。除此之外，还可以先在 LED外表面上沉积Si02，再对沉积的Si02利用实施例一中记载的沉积掩膜后蚀刻的方法或是实施例二中用模具打磨的方式进行球面的制作，这种制作方法制作出来的具有微透镜功能的球面的材质为Si02，在Si02球面的下方为GaN材质的LED。而且进一步的，不仅可以沉积Si02，还可以沉积其他可以便于在LED上形成微透镜功能的球面并且利于光线逸出的物质，微透镜功能球面的材料不限定本专利技术的保护范围。本实施例中的LED都是GaN材质的，也可以采用其他材料的LED，比如GaAs、GaN 或InGaN，LED的材料不限定本专利技术的保护范围，由各种LED材料形成的具有微透镜功能的球面的材料不同也不应该限定本专利技术的保护范围。通过上述实施方式，不难看出本专利技术是一种发光效率高、产品寿命长的高出光率 LED及其制作方法。以上实施方式只为说明本专利技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本专利技术的内容并加以实施，并不能以此限制本专利技术的保护范围，凡根据本专利技术精神实质所做的等效变化或修饰均涵盖在本专利技术的保护范围内。权利要求1.一种高出光率LED，其特征在于所述的LED (1)的外表面具有复数个具有微透镜状的球面。2.根据权利要求1所述的高出光率LED，其特征在于所述的球面的直径为200nm至 IOOOnm03.根据权利要求1所述的高出光率LED，其特征在于所述的复数个球面依次连接形成连续的微透镜阵列。4.根据权利要求1所述的高出光率LED，其特征在于所述的复数个球面的材料为GaN 或 Si02。5.一种高出光率LED的制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙智江，
申请(专利权)人：孙智江，
类型：发明
国别省市：