本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種LED圖形襯底及LED外延片。

背景技術(shù)：

發(fā)光二極管（英文為L(zhǎng)ight Emitting Diode，簡(jiǎn)稱(chēng)LED）是一種固態(tài)半導(dǎo)體器件，被廣泛用于指示燈、顯示屏等照明領(lǐng)域。LED的出光效率取決于內(nèi)量子效率和光提取率。由于目前LED的制造技術(shù)較為成熟，其內(nèi)量子效應(yīng)已經(jīng)達(dá)到了較高的水平，相對(duì)提升的空間較小。但是，由于GaN外延層與藍(lán)寶石襯底的折射率差異大，限制了光提取率，導(dǎo)致了LED的出光效率低，因此對(duì)LED光提取率的提升將有助于提高LED的出光效率。

目前市場(chǎng)上多針對(duì)平片藍(lán)寶石襯底使用濕法或干法蝕刻處理，使襯底表面呈現(xiàn)規(guī)則的多面體圖形（如圖1），通過(guò)增加光的反射從而提升外量子效應(yīng)，但當(dāng)入射光照射在圖形下半部或者入射角度較大時(shí)，如圖1中箭頭所示，入射光線131和入射光線132分別射向襯底圖案的底部與中部，其相對(duì)應(yīng)的反射光線131’和132’均射向相鄰襯底圖案，需經(jīng)襯底圖案再次反射后才能射出，因此光線在襯底圖案中的往復(fù)反射后造成光的強(qiáng)度降低，而入射光的一次反射射出區(qū)域較小，使得器件中光的提出效率偏低。更進(jìn)一步的，如附圖2所示，入射光線133射向圖案底部的反射光線133’若想一次反射出去，則入射光線133與法線（圖中短虛線）的最大夾角應(yīng)小于或等于α1，但由圖中可以看出，現(xiàn)有技術(shù)中入射光的入射角度可變換范圍較小，不利于入射至圖形底部的光線的取出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種LED圖形襯底，所述圖形襯底包括復(fù)數(shù)個(gè)均勻分布的圖案，所述圖案為圓錐形或者圓臺(tái)形，其特征在于：所述圓錐形或者圓臺(tái)形圖案的側(cè)面為由若干個(gè)相同的凹弧線組成的凹曲面，所述相鄰圖案中相對(duì)應(yīng)的凹弧線在豎直平面上為其同心圓的兩條對(duì)稱(chēng)弧，所述同心圓的半徑大于或者等于所述圖案的高度。

優(yōu)選的，所述圖案頂部距離所述圖案底部的垂直高度小于或者等于所述同心圓的圓心距離所述圖案底部的垂直高度。

優(yōu)選的，所述凹弧線的圓心角大于0°小于等于90°。

優(yōu)選的，所述圖案的高度H為0.5~2μm。

優(yōu)選的，所述圖案為矩形排列方式或者六角排列方式。

優(yōu)選的，所述相同的凹弧線指形狀、圓心角及弧長(zhǎng)均相同的凹弧線。

本實(shí)用新型還提供一種LED外延片，包括上述的LED圖形襯底。

優(yōu)選的，所述LED外延片包括依次排列的LED圖形襯底、N型層、有源層和P型層。

本實(shí)用新型至少具有以下有益效果：

本實(shí)用新型通過(guò)將圖案?jìng)?cè)面設(shè)置為凹曲面狀，通過(guò)增加一次反射射出的入射光區(qū)域，減小入射光的多次往返折射，減少因光的反射次數(shù)較多而產(chǎn)生的光衰，進(jìn)而提高LED外延片的光取出效率。

附圖說(shuō)明

附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。

圖1 為現(xiàn)有技術(shù)中圖形襯底結(jié)構(gòu)示意圖一。

圖2 為現(xiàn)有技術(shù)中圖形襯底結(jié)構(gòu)示意圖二。

圖3 為本實(shí)用新型具體實(shí)施方式之LED外延片結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4 為本實(shí)用新型具體實(shí)施方式之圖形襯底結(jié)構(gòu)示意圖一。

圖5 為實(shí)用新型具體實(shí)施方式之圓臺(tái)形圖案立體示意圖。

圖6 為本實(shí)用新型具體實(shí)施方式之圖形襯底結(jié)構(gòu)示意圖二。

圖中標(biāo)示：100：襯底；110、120：圖案；121：凹弧線；122：同心圓；131、132、133、134：入射光線；131’、 131’’、132’、 132’’、133’、 134’：反射光線；200：N型層；300：有源層；400：P型層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

附圖3，為本實(shí)施例的LED外延片結(jié)構(gòu)示意圖，依次由LED圖形襯底100、N型層200、有源層300和P型層400組成。

圖形襯底100包括復(fù)數(shù)個(gè)均勻分布在襯底100上表面的圖案120，圖案120為圓錐形或者圓臺(tái)形，圖案120呈矩形或者六角形排列方式；本實(shí)施例以圓臺(tái)形圖案為例進(jìn)一步闡述，如附圖4~5所示，圓臺(tái)形圖案120的側(cè)面為由若干個(gè)相同的凹弧線121組成的凹曲面，并且，相鄰圖案120中相對(duì)應(yīng)的凹弧線121在豎直平面上為其同心圓122的兩條對(duì)稱(chēng)弧，同心圓122的半徑R大于或者等于所述圖案120的高度H，同時(shí)，襯底圖案120的頂部距離圖案120底部的垂直高度小于或者等于所述同心圓122的圓心距離圖案120底部的垂直高度。本實(shí)施例中所述相同的凹弧線121指每一條凹弧線的形狀、圓心角、及弧長(zhǎng)均相同，優(yōu)選的，凹弧線121的圓心角大于0°小于等于90°，圖案120的高度H為0.5~2μm。

繼續(xù)參看附圖4，本實(shí)施例優(yōu)選圖案120的高度、底部寬度及相鄰圖案120之間的最小間距均與附圖1中的襯底圖案110相同，而不同的是，在本實(shí)施例中當(dāng)相同的入射光線131和入射光線132分別射向襯底圖案120的底部與中部時(shí)，其相對(duì)應(yīng)的反射光線131’’和132’’均只需要經(jīng)過(guò)一次反射即可射出，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的圖形襯底通過(guò)減小光的反射次數(shù)來(lái)增加了光取出效率。

更進(jìn)一步地，繼續(xù)參看附圖6，反射光線134’恰好從圖案120底部一次射出時(shí)，其相對(duì)應(yīng)的入射光線134與法線的最大夾角小于等于α₂，由附圖1與附圖6對(duì)比可看出，α₂明顯的大于α₁，即，本實(shí)用新型中射向圖案120底部的入射光線經(jīng)一次反射出去的入射區(qū)域（2α₂）大于現(xiàn)有技術(shù)中圖案110底部光線一次反射出去的入射區(qū)（2α₁）。因此，本實(shí)用新型提供的側(cè)面為凹弧面的襯底圖案120，通過(guò)增加一次反射射出的入射光區(qū)域，減小入射光的多次往返折射，減少因光的反射次數(shù)較多而產(chǎn)生的光衰，進(jìn)而提升光的取出效率。

應(yīng)當(dāng)理解的是，上述具體實(shí)施方案為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，本實(shí)用新型的范圍不限于該實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型所做的任何變更，皆屬本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。