Led發(fā)光結(jié)構(gòu)及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光電芯片制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種LED發(fā)光結(jié)構(gòu)及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自從20世紀(jì)90年代初商業(yè)化以來(lái)，經(jīng)過(guò)二十幾年的發(fā)展，GaN基LED已被廣泛應(yīng)用于戶內(nèi)外顯示屏、投影顯示用照明光源、背光源、景觀亮化照明、廣告、交通指示等領(lǐng)域，并被譽(yù)為二十一世紀(jì)最有競(jìng)爭(zhēng)力的新一代固體光源。近年來(lái)，在政府各種政策的激勵(lì)和推動(dòng)下，各種為提高LED發(fā)光亮度的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，例如圖形化襯底技術(shù)、側(cè)壁粗化技術(shù)、DBR技術(shù)、優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)、在襯底或透明導(dǎo)電膜上制作二維光子晶體等。其中圖形化襯底技術(shù)最具成效，在2010年到2012年間，前后出現(xiàn)的錐狀結(jié)構(gòu)的干法圖形化襯底和金字塔形狀的濕法圖形化襯底完全取代了表面平坦的藍(lán)寶石襯底成為L(zhǎng)ED芯片的主流襯底，使LED的晶體結(jié)構(gòu)和發(fā)光亮度都得到了革命性的提高。
[0003]半導(dǎo)體發(fā)光器件所發(fā)射的光的波長(zhǎng)取決于所用的半導(dǎo)體材料的價(jià)帶電子和導(dǎo)帶電子之間的能量差的帶隙，GaN材料具有較寬的能帶帶隙(從0.SeV到6.2eV)，所以GaN基LED可通過(guò)在GaN外延有源層生長(zhǎng)過(guò)程中摻入不同濃度的In、Al等元素來(lái)調(diào)節(jié)GaN基LED所發(fā)射的光的波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)GaN基LED的能量譜連續(xù)可調(diào)，所以在單色性、色純度、色飽和度等方面，GaN基LED可與激光相媲美。
[0004]然而與激光相比，現(xiàn)有的LED所發(fā)射的光的發(fā)散角遠(yuǎn)大于激光的發(fā)散角，即，激光在方向性上遠(yuǎn)好于LED，為了適應(yīng)LED在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，有必要設(shè)計(jì)一種能出射平行光的(即發(fā)光方向性好的)LED，使其替代激光，而在相應(yīng)領(lǐng)域更好地發(fā)揮作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種LED發(fā)光結(jié)構(gòu)及其制作方法，以解決現(xiàn)有的LED發(fā)光方向性較差的問(wèn)題。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種LED發(fā)光結(jié)構(gòu)制作方法，包括:
[0007]提供一半球狀反光體；
[0008]提供一透明固定板，所述透明固定板正面設(shè)置有LED芯片固定區(qū)，所述LED芯片固定區(qū)兩側(cè)各設(shè)置一透明導(dǎo)電體；
[0009]將所述半球狀反光體固定于所述透明固定板的背面，將LED芯片固定于所述LED芯片固定區(qū)內(nèi)并使其位于所述半球狀反光體的球心上，使所述LED芯片與所述透明導(dǎo)電體形成電連接；
[0010]通過(guò)封裝工藝在所述透明固定板的正面上方形成凸面聚光體，所述LED芯片位于所述凸面聚光體凸面的焦點(diǎn)上。
[0011]可選的，在所述的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)制作方法中，所述半球狀反光體包括中空的半球體以及設(shè)置于所述中空的半球體內(nèi)壁上的反光層。
[0012]可選的，在所述的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)制作方法中，通過(guò)蒸發(fā)、濺射或噴涂工藝在所述中空的半球體的內(nèi)壁上形成反光層。
[0013]可選的，在所述的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)制作方法中，所述透明固定板的背面邊緣設(shè)置有用以固定所述半球狀反光體的卡槽。
[0014]可選的，在所述的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)制作方法中，所述LED芯片固定區(qū)上設(shè)置有至少一個(gè)抽氣孔，通過(guò)真空吸附的方式將所述LED芯片固定于所述LED芯片固定區(qū)內(nèi)。
[0015]可選的，在所述的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)制作方法中，所述透明導(dǎo)電體的材料為ITO或鎳金合金中的一種。
[0016]可選的，在所述的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)制作方法中，通過(guò)封裝工藝在所述透明固定板的正面上方形成凸面聚光體的步驟包括:
[0017]提供一圓筒形容器，所述圓筒形容器的底面為凸面；
[0018]在所述圓筒形容器中注滿環(huán)氧樹(shù)脂膠；
[0019]將所述透明固定板置于所述圓筒形容器上；
[0020]使所述環(huán)氧樹(shù)脂膠固化；以及
[0021]取走所述圓筒形容器，固化后的環(huán)氧樹(shù)脂膠作為所述凸面聚光體。
[0022]本發(fā)明還提供一種LED發(fā)光結(jié)構(gòu)，包括:透明固定板、半球狀反光體、LED芯片以及凸面聚光體；所述半球狀反光體固定于所述透明固定板的背面，所述凸面聚光體通過(guò)封裝工藝固定于所述透明固定板的正面上方；所述透明固定板正面設(shè)置有LED芯片固定區(qū)，所述LED芯片固定區(qū)兩側(cè)各設(shè)置一透明導(dǎo)電體，所述LED芯片固定于所述LED芯片固定區(qū)內(nèi)并與所述透明導(dǎo)電體形成電連接，并且，所述LED芯片位于所述凸面聚光體的凸面的焦點(diǎn)上以及所述半球狀反光體的球心上。
[0023]可選的，在所述的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)中，所述半球狀反光體包括中空的半球體以及設(shè)置于所述中空的半球體內(nèi)壁上的反光層。
[0024]可選的，在所述的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)中，通過(guò)蒸發(fā)、濺射或噴涂工藝在所述中空的半球體的內(nèi)壁上形成反光層。
[0025]可選的，在所述的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)中，所述透明固定板的背面邊緣設(shè)置有用以固定所述半球狀反光體的卡槽。
[0026]可選的，在所述的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)中，所述LED芯片固定區(qū)上設(shè)置有至少一個(gè)抽氣孔，通過(guò)真空吸附的方式將所述LED芯片固定于所述LED芯片固定區(qū)內(nèi)。
[0027]可選的，在所述的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)中，所述透明導(dǎo)電體的材料為ITO或鎳金合金中的一種。
[0028]可選的，在所述的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)中，通過(guò)封裝工藝在所述透明固定板的正面上方形成凸面聚光體的步驟包括:
[0029]提供一圓筒形容器，所述圓筒形容器的底面為凸面；
[0030]在所述圓筒形容器中注滿環(huán)氧樹(shù)脂膠；
[0031]將所述透明固定板置于所述圓筒形容器上；
[0032]使所述環(huán)氧樹(shù)脂膠固化；以及
[0033]取走所述圓筒形容器，固化后的環(huán)氧樹(shù)脂膠作為所述凸面聚光體。
[0034]在本發(fā)明提供的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)及其制作方法中，將半球狀反光體固定于透明固定板的背面，使LED芯片位于半球狀反光體的球心上，并通過(guò)封裝工藝在透明固定板的正面上方形成凸面聚光體，使LED芯片位于所述凸面聚光體凸面的焦點(diǎn)上。由于所述LED芯片位于凸面聚光體凸面的焦點(diǎn)上，因而其朝上發(fā)射的光變成平行光出射，并且，所述LED芯片還位于半球狀反光體的球心上，因而朝下發(fā)射的光經(jīng)過(guò)半球狀反光體的反射后還能沿原路返回，從而匯聚于凸面聚光體的焦點(diǎn)上，繼續(xù)傳播通過(guò)凸面聚光體后也能變成平行光出射，如此，所述LED發(fā)光結(jié)構(gòu)能夠發(fā)射平行光或接近平行的光，在某些領(lǐng)域取代激光，能夠更好地發(fā)揮作用。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)制作方法的流程示意圖；
[0036]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的半球狀結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0037]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的透明固定板的剖面示意圖；
[0038]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的透明固定板的俯視示意圖；
[0039]圖5是本發(fā)明實(shí)施例的透明固定板與半球狀結(jié)構(gòu)固定后的剖面示意圖；
[0040]圖6是本發(fā)明實(shí)施例的LED芯片固定于透明固定板上的剖面示意圖；
[0041]圖7是本發(fā)明實(shí)施例的LED芯片與透明導(dǎo)電體電連接的剖面示意圖；
[0042]圖8是本發(fā)明實(shí)施例的圓筒形容器的剖面示意圖；
[0043]圖9是本發(fā)明實(shí)施例的圓筒形容器注滿環(huán)氧樹(shù)脂膠的剖面示意圖；
[0044]圖10是本發(fā)明實(shí)施例的透明固定板置于圓筒形容器上的剖面示意圖；
[0045]圖11是本發(fā)明實(shí)施例的凸面聚光體形成后的剖面示意圖；
[0046]圖12是本發(fā)明實(shí)施例的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)的發(fā)光示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)及其制作方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0048]請(qǐng)參考圖1，其為本發(fā)明實(shí)施例的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)制作方法的流程示意圖。如圖1所示，所述LED發(fā)光結(jié)構(gòu)制作方法包括:
[0049]步驟S1:提供一半球狀反光體；
[0050]步驟S2:提供一透明固定板，所述透明固定板正面設(shè)置有LED芯片固定區(qū)，所述LED芯片固定區(qū)兩側(cè)各設(shè)置一透明導(dǎo)電體；
[0051]步驟S3:將所述半球狀反光體固定于所述透明固定板的背面，將LED芯片固定于所述LED芯片固定區(qū)內(nèi)并使其位于所述半球狀反光體的球心上，使所述LED芯片與所述透明導(dǎo)電體形成電連接；
[0052]步驟S4:通過(guò)封裝工藝在所述透明固定板的正面上方形成凸面聚光體，所述LED芯片位于所述凸面聚光體凸面的焦點(diǎn)上。
[0053]具體的，請(qǐng)參考圖2?圖11，其為本發(fā)明實(shí)施例的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)制作方法中所形成的器件結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0054]首先，執(zhí)行步驟SI，如圖2所示，提供一半球狀反光體10。所述半球狀反光體10包括中空的半球體11以及設(shè)置于所述中空的半球體11內(nèi)壁上的反光層12。所述中空的半球體11的材料可以為剛性材料例如銅、鋁、鋁合金或陶瓷等，也可以是柔性材料例如橡膠等?？赏ㄟ^(guò)蒸發(fā)、濺射或噴涂工藝在中空的半球體11的內(nèi)壁上形成反光層12。所述反光層12可以是高反射率金屬膜或DBR膜中的至少一種，所述高反射率的金屬膜的材料例如為銀或者鋁，所述DBR膜例如為氧化硅和氧化鐵材料交替生長(zhǎng)所形成的層疊膜系結(jié)構(gòu)。
[0055]接著，執(zhí)行步驟S2，如圖3和圖4所示，提供一透明固定板30，所述透明固定板30的正面設(shè)置有若干LED芯片固定區(qū)31，所述LED芯