專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光二極體光源模組及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種發(fā)光二極體光源模組及其制造方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極體(LED)是一種固態(tài)半導(dǎo)體元件，其利用二極管內(nèi)分離的兩個(gè)載子-負(fù)電的電子與正電的電洞-相互結(jié)合產(chǎn)生的過(guò)剩能量以光子形式釋放而發(fā)光，屬于冷光發(fā)光。只要在發(fā)光二極體元件兩端通入極小電流便可發(fā)光。LED因其使用的材料不同，其內(nèi)電子、電洞所占的能階也有所不同，能階的高低差影響結(jié)合后光子的能量而產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的光，從而顯示不同顏色，如紅、橙、黃、綠、藍(lán)或不可見(jiàn)光等。LED產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)為壽命長(zhǎng)、省電、較耐用、耐震、牢靠、適于量產(chǎn)、體積小、反應(yīng)快。
由結(jié)晶半導(dǎo)體制作而成的LED裝置被廣泛用于顯示元件。該種LED裝置的基板大部分為III-V族化合物半導(dǎo)體，所謂III-V族化合物半導(dǎo)體，是指元素周期表中的第III主族元素硼、鋁、鎵、銦、鉈與第V主族元素氮、磷、砷、銻、鉍相結(jié)合生成的化合物半導(dǎo)體，如砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、氮化鎵(GaN)和磷砷化鎵(GaAsP)等，其特性為高頻、高抗輻射性及高基板絕緣性，可廣泛應(yīng)用于各種通訊類(lèi)高頻電子商品，如行動(dòng)電話等。其中磷砷化鎵(GaAsP)及砷化鎵(GaAs)廣泛應(yīng)用于LED領(lǐng)域。
但是，該III-V族化合物半導(dǎo)體存在易吸收光能以及低熱傳導(dǎo)性等缺點(diǎn)。
因發(fā)光二極體產(chǎn)生的光為各向同性，部分光會(huì)射至基板，被基板的GaAs、GaAsP等材料部分吸收，造成光能損失，導(dǎo)致發(fā)光二極體光源模組的輝度降低。另外，此種基板的低熱傳導(dǎo)性質(zhì)，使得發(fā)光二極體面光源產(chǎn)生的熱量無(wú)法得到快速有效地排出，因此該類(lèi)LED只能應(yīng)用于低功率的元件，這限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。
有鑒于此，提供一種可提高輝度并具有良好散熱性能的發(fā)光二極體光源模組及其制造方法實(shí)為必需。

發(fā)明內(nèi)容以下，將以實(shí)施例說(shuō)明一種可提高輝度并具有良好散熱性能的發(fā)光二極體光源模組。
以及通過(guò)這些實(shí)施例說(shuō)明一種可提高輝度并具有良好散熱性能的發(fā)光二極體光源模組的制造方法。
為實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)容，提供一種發(fā)光二極體光源模組，其依次包括一基板、一反射層、一接合層和一發(fā)光二極體層。該發(fā)光二極體光源模組進(jìn)一步包括一位于發(fā)光二極體遠(yuǎn)離接合層一側(cè)的散射層。該散射層中具有納米粒子。
該基板的材質(zhì)為銅或鋁，該反射層的材質(zhì)為金屬合金，該接合層的材質(zhì)為金、鋁或銀。
以及，提供一種發(fā)光二極體光源模組的制造方法，其包括如下步驟提供一輔助基板與一基板；在該輔助基板上形成一發(fā)光二極體層；在該基板表面形成一反射層；在該反射層表面形成一接合層；進(jìn)行接合制程，通過(guò)該接合層將反射層與發(fā)光二極體層接合及除去輔助基板。在除去輔助基板后，進(jìn)一步包括一在該發(fā)光二極體層表面形成一散射層的步驟。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)方案發(fā)光二極體光源模組具有如下特點(diǎn)由發(fā)光二極體層發(fā)出的光線，一部分直接出射，另一部分射至反射層，經(jīng)該反射層的高反射作用，被充分反射回散射層，從而使得該發(fā)光二極體光源模組光利用率提高，出射光輝度增強(qiáng)。
因該接合層、該反射層的材質(zhì)均為金屬，具有良好的熱傳導(dǎo)性能，由發(fā)光二極體層產(chǎn)生的熱量可被快速傳導(dǎo)至基板，且構(gòu)成該基板的銅或鋁均為熱的良導(dǎo)體，可起散熱片的作用，從而將熱量導(dǎo)出。
并且，直接出射的部分光線射至散射層時(shí)，經(jīng)散射層中納米粒子作用后改變?cè)瓉?lái)的路徑，散射至各個(gè)方向，可獲得較寬范圍的光線分布。

圖1是本技術(shù)方案具體實(shí)施例發(fā)光二極體光源模組結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本技術(shù)方案具體實(shí)施例發(fā)光二極體光源模組制作方法示意圖。
圖3是本技術(shù)方案具體實(shí)施例發(fā)光二極體光源模組發(fā)光機(jī)理示意圖。
圖4是本技術(shù)方案具體實(shí)施例發(fā)光二極體光源模組散熱示意圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1，是本實(shí)施例發(fā)光二極體光源模組結(jié)構(gòu)示意圖。該發(fā)光二極體光源模組100依次包括一基板130、一反射層140、一接合層150、一發(fā)光二極體層120與一散射層160。
其中，該基板130的材質(zhì)為銅或鋁，其表面粗糙度為0.2納米～0.8納米。
該反射層140的材質(zhì)為AlX或AgY，X代表銅、鎂或金，Y代表銅、金或鋁。其中X或Y在合金中的濃度為小于等于10％。該反射層140的厚度為10納米～200納米，優(yōu)選20納米～50納米，其反射率可達(dá)92％以上。
該接合層150的材質(zhì)為金、鋁或銀，厚度為5納米～20納米。
該散射層160的厚度為100納米～500納米，其主要成分為二氧化硅(SiO2)，其中摻雜有納米粒子Al2O3、SiOx或TiOx，其中x值介于1～2之間，該納米粒子的大小為2納米～20納米，優(yōu)選5納米～10納米。
請(qǐng)參閱圖2，是本實(shí)施例發(fā)光二極體光源模組制作方法示意圖。如圖2(a)所示，首先提供一輔助基板110，其材質(zhì)為砷化鎵，還可為GaAsP、AlGaAs等III-V族化合物半導(dǎo)體。在該輔助基板110上均勻地沉積(Deposit)一發(fā)光二極體層120，也可采用旋覆(Spin Coating)、均勻涂覆(Uniform Coat)、預(yù)涂(Pre-coat)以及化學(xué)氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition)等方式。
如圖2(b)所示，提供一基板130，其材質(zhì)為銅或鋁，并將其表面磨光，使該基板130的表面粗糙度為0.2納米～0.8納米。在該基板130表面形成一反射層140，該反射層140的材質(zhì)為金屬鋁或銀或其合金AlX或AgY，X代表銅、鎂或金，Y代表銅、金或鋁。其中X或Y在合金中的濃度為小于等于10％。該反射層140的反射率可達(dá)92％以上，其厚度為10納米～200納米，優(yōu)選20納米～50納米。該反射層140以反應(yīng)式直流濺鍍或者反應(yīng)式射頻濺鍍方法沉積而成。
在該反射層140表面以反應(yīng)式直流濺鍍或者反應(yīng)式射頻濺鍍方法形成一接合層150，該接合層150為金屬導(dǎo)體層，其材質(zhì)為金、鋁或銀，厚度為5納米～20納米。
如圖2(c)所示，將圖2(a)所示的輔助基板110及發(fā)光二極體層120反轉(zhuǎn)，并覆于圖2(b)所示的接合層150表面，進(jìn)行接合制程，接合溫度為200℃～400℃，通過(guò)該接合層150將反射層140與發(fā)光二極體層120接合。
如圖2(d)所示，以化學(xué)蝕刻、化學(xué)機(jī)械研磨、濺鍍蝕刻或電漿蝕刻等方式除去該輔助基板110。剩余部分為發(fā)光二極體層120、接合層150、反射層140及基板130。
如圖2(e)所示，在該發(fā)光二極體層120表面沉積一散射層160，其厚度為100納米～500納米。該散射層160是由納米粒子與二氧化硅共同濺鍍沉積而成，主要成分為二氧化硅透明層，其中摻雜有納米粒子Al2O3、SiOx或TiOx，其中x值介于1～2之間，該納米粒子的大小為2納米～20納米，優(yōu)選5納米～10納米，其作用是形成多重散射使得光線可被擴(kuò)散至較寬的角度范圍。該散射層160為光出射面，因此可得到較寬角度范圍的光線分布。
如此，完成發(fā)光二極體光源模組的制作。
圖3是本實(shí)施例發(fā)光二極體光源模組100發(fā)光機(jī)理示意圖。由發(fā)光二極體層120發(fā)出的光線為各向同性，部分直接射至散射層160，經(jīng)散射層160中的納米粒子作用后改變?cè)瓉?lái)的路徑，散射至各個(gè)方向，可獲得較寬范圍的光線分布。另一部分射至反射層140，經(jīng)該反射層140的高反射作用，被充分反射回散射層160，從而使得該發(fā)光二極體光源模組100光利用率提高，出射光輝度增強(qiáng)。圖中箭頭所示為光線傳輸方向。
圖4是實(shí)施例發(fā)光二極體光源模組100散熱示意圖。因該接合層150、該反射層140的材質(zhì)均為金屬，具有良好的熱傳導(dǎo)性能，由發(fā)光二極體層120產(chǎn)生的熱量可經(jīng)由該接合層150及反射層140而被快速傳導(dǎo)至基板130，且構(gòu)成該基板130的銅或鋁均為熱的良導(dǎo)體，可起散熱片的作用，從而將熱量導(dǎo)出。圖中箭頭所示是熱量傳送方向。
因此，本技術(shù)方案發(fā)光二極體光源模組可提高輝度并具有良好散熱效果。
本技術(shù)方案發(fā)光二極體光源模組可用于各類(lèi)顯示產(chǎn)品、電視機(jī)、筆記型計(jì)算機(jī)、手機(jī)及汽車(chē)電子產(chǎn)品等。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極體光源模組，其依次包括一基板、一反射層、一接合層和一發(fā)光二極體層。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極體光源模組，其特征在于該基板的材質(zhì)為銅或鋁。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極體光源模組，其特征在于該反射層的材質(zhì)為AlX或AgY，X代表銅、鎂或金，Y代表銅、金、或鋁。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極體光源模組，其特征在于X或Y在合金中的濃度為10％以下。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極體光源模組，其特征在于該反射層的厚度為10納米～200納米。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極體光源模組，其特征在于該反射層的反射率為92％以上。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極體光源模組，其特征在于該接合層的材質(zhì)為金、鋁或銀。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極體光源模組，其特征在于該接合層的厚度為5納米～20納米。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極體光源模組，其特征在于該光源模組進(jìn)一步包括一位于發(fā)光二極體遠(yuǎn)離接合層一側(cè)的散射層。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極體光源模組，其特征在于該散射層中具有納米粒子。
11.如權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極體光源模組，其特征在于該納米粒子為Al2O3、SiOx或TiOx，x值介于1～2之間。
12.如權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極體光源模組，其特征在于該納米粒子大小為2納米～20納米。
13.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極體光源模組，其特征在于該散射層的主要成分為二氧化硅。
14.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極體光源模組，其特征在于該散射層的厚度為100納米～500納米。
15.一種發(fā)光二極體光源模組的制造方法，其包括如下步驟提供一輔助基板與一基板；在該輔助基板上形成一發(fā)光二極體層；在該基板表面形成一反射層；在該反射層表面形成一接合層；進(jìn)行接合制程，通過(guò)該接合層將反射層與發(fā)光二極體層接合；除去輔助基板。
16.如權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極體光源模組的制造方法，其特征在于該輔助基板的材質(zhì)為III-V族化合物半導(dǎo)體。
17.如權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極體光源模組的制造方法，其特征在于該輔助基板的材質(zhì)為GaAs、GaAsP或AlGaAs。
18.如權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極體光源模組的制造方法，其特征在于該發(fā)光二極體層是采用沉積、旋覆、均勻涂覆、預(yù)涂或者化學(xué)氣相沉積法形成。
19.如權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極體光源模組的制造方法，其特征在于該反射層以反應(yīng)式直流濺鍍或者反應(yīng)式射頻濺鍍方法形成。
20.如權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極體光源模組的制造方法，其特征在于該接合層以反應(yīng)式直流濺鍍或者反應(yīng)式射頻濺鍍方法形成。
21.如權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極體光源模組的制造方法，其特征在于該接合制程的接合溫度為200℃～400℃。
22.如權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極體光源模組的制造方法，其特征在于該除去輔助基板的制程是以化學(xué)蝕刻、化學(xué)機(jī)械研磨、濺鍍蝕刻或電漿蝕刻方式完成。
23.如權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極體光源模組的制造方法，其特征在于在除去輔助基板后進(jìn)一步包括一在該發(fā)光二極體層表面形成一散射層的步驟。
24.如權(quán)利要求23所述的發(fā)光二極體光源模組的制造方法，其特征在于該散射層是由納米粒子與二氧化硅共同濺鍍沉積而成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光二極體光源模組，其依次包括一基板、一反射層、一接合層、一發(fā)光二極體層和一散射層。該散射層中具有納米粒子。本發(fā)明還提供一種發(fā)光二極體光源模組的制造方法，其包括如下步驟提供一輔助基板與一基板；在該輔助基板上形成一發(fā)光二極體層；在該基板表面形成一反射層；在該反射層表面形成一接合層；進(jìn)行接合制程，通過(guò)該接合層將反射層與發(fā)光二極體層接合、除去輔助基板、在該發(fā)光二極體層表面形成一散射層。該散射層中具有納米粒子。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1921156SQ200510036920
公開(kāi)日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者陳杰良 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司