一種半導體發光二極管光源及背光模組的制作方法

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種半導體發光二極管光源及背光模組。

背景技術：

發光二極管(英文：Light Emitting Diode，簡稱LED)具有高亮度、低熱量、長壽命等優點，被稱為21世紀最有發展前景的綠色照明光源，應用于光源、照明設備等產品中。

背光模組為液晶顯示器(英文：Liquid Crystal Display，簡稱LCD)面板的關鍵零組件之一，功能在于供應亮度充足并且分布均勻的光源，使其能正常顯示影像。背光模組主要由光源、導光板、光學用膜片、塑膠框等組成，其中最主要的光源可以采用LED實現。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：

LED的傳統封裝方式沒有達到芯片尺寸封裝(英文：Chip Scale Package，簡稱CSP)，LED作為背光模組中的光源體積較大，無法滿足背光模組小型化的要求。

技術實現要素：

為了解決現有技術的問題，本發明實施例提供了一種半導體發光二極管光源及背光模組。所述技術方案如下：

一方面，本發明實施例提供了一種半導體發光二極管光源，所述半導體發光二極管光源包括PCB、以及呈陣列排列的發光二極管芯片，所述發光二極管芯片包括襯底、以及依次層疊在所述襯底上的n型Ⅲ族氮化物半導體層、有源層、p型Ⅲ族氮化物半導體層、第一光學反射層、絕緣層，n型電極和p型電極設置在所述絕緣層上，所述n型電極與所述n型Ⅲ族氮化物半導體層電連接，所述p型電極與所述p型Ⅲ族氮化物半導體層電連接，所述n型電極和所述p型電極分別焊接在所述PCB上，所述發光二極管芯片的頂面和三個側面上設有第二光學反射層，所述第二光學反射層和所述發光二極管芯片的出光側面上設有熒光粉膠體，所述發光二極管芯片的頂面為所述襯底所在的表面，所述發光二極管芯片的側面為與所述發光二極管芯片的頂面相鄰的表面，所述發光二極管芯片的出光側面為所述發光二極管芯片未設置所述第二光學反射層的側面。

可選地，各個所述發光二極管芯片的出光側面相同。

優選地，各個所述發光二極管芯片沿一條直線排列，所述直線與所述發光二極管芯片的出光側面平行。

更優選地，所述PCB為長方體。

進一步地，各個所述發光二極管芯片的n型電極和p型電極均靠近所述發光二極管芯片的出光側面設置，或者均靠近所述發光二極管芯片的出光側面相反的側面設置。

可選地，所述PCB包括支撐板、以及設置在所述支撐板上的電路線路和焊盤，所述電路線路與所述焊盤電連接，所述焊盤用于焊接所述n型電極或所述p型電極。

優選地，所述PCB采用陶瓷、金屬、玻璃纖維制成。

另一方面，本發明實施例提供了一種背光模組，所述背光模組包括半導體發光二極管光源和導光板，所述半導體發光二極管光源包括PCB、以及呈陣列排列的發光二極管芯片，所述發光二極管芯片包括襯底、以及依次層疊在所述襯底上的n型Ⅲ族氮化物半導體層、有源層、p型Ⅲ族氮化物半導體層、第一光學反射層、絕緣層，n型電極和p型電極設置在所述絕緣層上，所述n型電極與所述n型Ⅲ族氮化物半導體層電連接，所述p型電極與所述p型Ⅲ族氮化物半導體層電連接，所述n型電極和所述p型電極分別焊接在所述PCB上，所述發光二極管芯片的頂面和三個側面上設有第二光學反射層，所述第二光學反射層和所述發光二極管芯片的出光側面上設有熒光粉膠體，所述發光二極管芯片的出光側面與所述導光板的側面耦合在一起，所述發光二極管芯片的頂面為所述襯底所在的表面，所述發光二極管芯片的側面為與所述發光二極管芯片的頂面相鄰的表面，所述發光二極管芯片的出光側面為所述發光二極管芯片未設置所述第二光學反射層的側面

可選地，各個所述發光二極管芯片的出光側面相同。

優選地，各個所述發光二極管芯片沿一條直線排列，所述直線與所述發光二極管芯片的出光側面平行。

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

通過將發光二極管芯片直接焊接在PCB上，可以達到CSP的要求，易于小型化，可以應用于背光模組中。而且制造程序簡單、時間短、成本低、良率高。另外，在p型Ⅲ族氮化物半導體層上設置第一光學反射層，在芯片的頂面和三個側面上設置第二光學反射層，發光二極管芯片上只有一個側面沒有光學反射層，有源層發出的光線可以從這個側面出射，滿足背光模組的出光要求，同時除這個側面之外的其它表面均設有光學反射層，可以避免光線出射，提高出光效率和光源亮度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例一提供的一種半導體發光二極管光源的主視圖；

圖2是本發明實施例一提供的一種半導體發光二極管光源的俯視圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

實施例一

本發明實施例提供了一種半導體發光二極管光源，適用于背光源、照明等，參見圖1，該半導體發光二極管光源包括PCB 11、以及呈陣列排列的發光二極管芯片，發光二極管芯片包括襯底1、以及依次層疊在襯底1上的n型Ⅲ族氮化物半導體層2、有源層3、p型Ⅲ族氮化物半導體層4、第一光學反射層5、絕緣層7，n型電極9和p型電極10設置在絕緣層7上，n型電極9與n型Ⅲ族氮化物半導體層2電連接，p型電極10與p型Ⅲ族氮化物半導體層4電連接，n型電極9和p型電極10分別焊接在PCB 11上，發光二極管芯片的頂面和三個側面設有第二光學反射層12，第二光學反射層12和發光二極管芯片的出光側面上設有熒光粉膠體13，發光二極管芯片的頂面為襯底1所在的表面，發光二極管芯片的側面為與發光二極管芯片的頂面相鄰的表面，發光二極管芯片的出光側面為發光二極管芯片未設置第二光學反射層12的側面。

可選地，參見圖2，各個發光二極管芯片的出光側面200可以相同。

優選地，參見圖2，各個發光二極管芯片300可以沿一條直線排列，直線與發光二極管芯片的出光側面200平行。

更優選地，參見圖2，PCB 11可以為長方體。

進一步地，各個發光二極管芯片的n型電極和p型電極可以均靠近發光二極管芯片的出光側面設置，或者均靠近發光二極管芯片的出光側面相反的側面設置。

可選地，PCB 11可以包括支撐板、以及設置在支撐板上的電路線路和焊盤，電路線路與焊盤電連接，焊盤用于焊接n型電極或p型電極。

優選地，PCB 11可以采用陶瓷、金屬、玻璃纖維制成。

可選地，襯底1可以采用藍寶石、碳化硅、石英玻璃等透明絕緣材料中的任一種。

具體地，n型Ⅲ族氮化物半導體層2可以為n型摻雜的GaN層，p型Ⅲ族氮化物半導體層4可以為p型摻雜的GaN層；有源層3可以包括n層量子阱層和n+1層量子壘層，n為正整數，量子阱層和量子壘層交替層疊；量子阱層可以為InGaN層，量子壘層可以為GaN層。

可選地，第一光學反射層5可以包括金屬膜、多層介質膜、或者交替層疊的多層介質膜和金屬膜。

優選地，多層介質膜可以包括交替層疊的二氧化硅和氧化鈦，以達到高反射率。

優選地，金屬膜可以采用Ag、Al、Au、Pt、Rh中的至少一種，以達到高反射率。

在本實施例的一種實現方式中，參見圖1，第一光學反射層5上可以設有延伸至n型Ⅲ族氮化物半導體層2的第一通孔6，絕緣層7設置在第一光學反射層5和第一通孔6的內壁上，絕緣層7上設有延伸至第一光學反射層5的第二通孔8，n型電極9通過第一通孔6與n型Ⅲ族氮化物半導體層2電連接，p型電極10通過第二通孔8與第一光學反射層5電連接。

在本實施例的另一種實現方式中，第一光學反射層上可以設有延伸至n型Ⅲ族氮化物半導體層的第一通孔、以及延伸至p型Ⅲ族氮化物半導體層的第三通孔，絕緣層設置在第一光學反射層、以及第一通孔的內壁和第三通孔的內壁上，n型電極通過第一通孔與n型Ⅲ族氮化物半導體層電連接，p型電極通過第三通孔與p型Ⅲ族氮化物半導體層電連接。

可選地，絕緣層7可以采用二氧化硅、氮化硅、氧化鋁、氧化鎵中的任一種。

可選地，n型電極9可以采用Au、Al、Cu、Ag、Fe、Ti、Cr、Pt、Ni中的一種或多種。

可選地，p型電極10可以采用Au、Al、Cu、Ag、Fe、Ti、Cr、Pt、Ni中的一種或多種。

可選地，第二光學反射層12可以包括多層介質膜、或者交替層疊的多層介質膜和金屬膜。

優選地，多層介質膜可以包括交替層疊的二氧化硅和氧化鈦，以達到高反射率。

優選地，金屬膜可以采用Ag、Al、Au、Pt、Rh中的至少一種，以達到高反射率。

需要說明的是，當第二光學反射層包括交替層疊的多層介質膜和金屬膜時，與襯底等直接接觸的是多層介質膜。

本發明實施例通過將發光二極管芯片直接焊接在PCB上，可以達到CSP的要求，易于小型化，可以應用于背光模組中。而且制造程序簡單、時間短、成本低、良率高。另外，在p型Ⅲ族氮化物半導體層上設置第一光學反射層，在芯片的頂面和三個側面上設置第二光學反射層，發光二極管芯片上只有一個側面沒有光學反射層，有源層發出的光線可以從這個側面出射，滿足背光模組的出光要求，同時除這個側面之外的其它表面均設有光學反射層，可以避免光線出射，提高出光效率和光源亮度。

實施例二

本發明實施例提供了一種背光模組，該背光模組包括導光板和實施例一提供的半導體發光二極管光源，半導體發光二極管光源中的發光二極管芯片的出光側面與導光板耦合在一起。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。