一種led發光結構及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體光電芯片制造技術領域,特別涉及一種LED發光結構及其制作方法。
【背景技術】
[0002]自從20世紀90年代初商業化以來,經過二十幾年的發展,GaN基LED已被廣泛應用于戶內外顯示屏、投影顯示用照明光源、背光源、景觀亮化照明、廣告、交通指示等領域,并被譽為二十一世紀最有競爭力的新一代固體光源。近年來,在政府各種政策的激勵和推動下,各種為提高LED發光亮度的技術應運而生,例如圖形化襯底技術、側壁粗化技術、DBR技術、優化電極結構、在襯底或透明導電膜上制作二維光子晶體等。其中圖形化襯底技術最具成效,在2010年到2012年間,前后出現的錐狀結構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寶石襯底成為LED芯片的主流襯底,使LED的晶體結構和發光亮度都得到了革命性的提高。
[0003]半導體發光器件所發射的光的波長取決于所用的半導體材料的價帶電子和導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可通過在GaN外延有源層生長過程中摻入不同濃度的In、Al等元素來調節GaN基LED所發射的光的波長,實現GaN基LED的能量譜連續可調,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,現有的LED所發射的光的發散角遠大于激光的發散角,即,激光在方向性上遠好于LED,為了適應LED在不同領域的應用,有必要設計一種發光方向性好的LED燈,尤其是能夠大面積出射平行光的LED燈,使其替代激光,而在相應領域更好地發揮作用。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種LED發光結構及其制作方法,以解決現有的LED發光方向性較差的問題。
[0006]為解決上述技術問題,本發明提供一種LED發光結構制作方法,包括:
[0007]提供一半球狀反光體陣列;
[0008]提供一透明固定板,所述透明固定板正面設置有若干LED芯片固定區,每個LED芯片固定區兩側各設置一透明導電體;
[0009]將所述半球狀反光體陣列固定于所述透明固定板的背面,并將LED芯片固定于所述LED芯片固定區內,使所述LED芯片與其兩側的透明導電體形成電連接;以及
[0010]通過固定支撐體結構將凸面聚光體陣列固定于所述透明固定板的正面上方,每個LED芯片均位于對應的凸面聚光體的焦點上以及對應的半球狀反光體的球心上。
[0011]可選的,在所述的LED發光結構制作方法中,所述半球狀反光體陣列包括半球狀結構陣列以及設置于所述半球狀結構陣列內壁上的反光層。
[0012]可選的,在所述的LED發光結構制作方法中,所述半球狀結構陣列由若干個陣列排布的中空的半球體組成。
[0013]可選的,在所述的LED發光結構制作方法中,所述半球狀結構陣列由若干個陣列排布的中空的半球體以及連接部組成。
[0014]可選的,在所述的LED發光結構制作方法中,通過蒸發、濺射或噴涂工藝在所述半球狀結構陣列的內壁上形成所述反光層。
[0015]可選的,在所述的LED發光結構制作方法中,所述透明固定板的背面設置有若干用以固定所述半球狀反光體陣列的卡槽。
[0016]可選的,在所述的LED發光結構制作方法中,每個所述LED芯片固定區上設置有至少一個抽氣孔,通過真空吸附的方式將所述LED芯片固定于所述LED芯片固定區內。
[0017]可選的,在所述的LED發光結構制作方法中,所述透明導電體的材料為ITO或鎳金合金中的一種。
[0018]可選的,在所述的LED發光結構制作方法中,所述固定支撐體結構中每個固定支撐體為上下皆開口的圓筒狀結構。
[0019]可選的,在所述的LED發光結構制作方法中,所述凸面聚光體為雙凸面聚光體或單凸面聚光體。
[0020]本發明還提供一種LED發光結構,包括:透明固定板、半球狀反光體陣列、LED芯片、固定支撐體結構以及凸面聚光體陣列;所述半球狀反光體陣列固定于所述透明固定板的背面,所述凸面聚光體陣列通過所述固定支撐體結構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置有若干LED芯片固定區,每個LED芯片固定區兩側各設置一透明導電體,每個LED芯片固定區內固定一 LED芯片,每個LED芯片與其兩側的透明導電體形成電連接,并且,每個LED芯片均位于對應的凸面聚光體的焦點上以及對應的半球狀反光體的球心上。
[0021]可選的,在所述的LED發光結構,所述半球狀反光體陣列包括半球狀結構陣列以及設置于所述半球狀結構陣列內壁上的反光層。
[0022]可選的,在所述的LED發光結構,所述半球狀結構陣列由若干個陣列排布的中空的半球體組成。
[0023]可選的,在所述的LED發光結構,所述半球狀結構陣列由若干個陣列排布的中空的半球體以及連接部組成。
[0024]可選的,在所述的LED發光結構,通過蒸發、濺射或噴涂工藝在所述半球狀結構陣列的內壁上形成所述反光層。
[0025]可選的,在所述的LED發光結構,所述透明固定板的背面設置有若干用以固定所述半球狀反光體陣列的卡槽。
[0026]可選的,在所述的LED發光結構,每個所述LED芯片固定區上設置有至少一個抽氣孔,通過真空吸附的方式將所述LED芯片固定于所述LED芯片固定區內。
[0027]可選的,在所述的LED發光結構,所述透明導電體的材料為ITO或鎳金合金中的一種。
[0028]可選的,在所述的LED發光結構,所述固定支撐體結構中每個固定支撐體為上下皆開口的圓筒狀結構。
[0029]可選的,在所述的LED發光結構,所述凸面聚光體為雙凸面聚光體或單凸面聚光體。
[0030]在本發明提供的LED發光結構及其制作方法中,將半球狀反光體陣列固定于透明固定板的背面,通過固定支撐體結構將凸面聚光體陣列固定于所述透明固定板的正面上方,LED芯片位于凸面聚光體的焦點上,因而其朝上發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,因而朝下發射的光經過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上,繼續傳播通過凸面聚光體后也能變成平行光出射,如此,所述LED發光結構能夠大面積發射平行光或接近平行的光,在某些領域取代激光,能夠更好地發揮作用。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發明實施例的LED發光結構制作方法的流程示意圖;
[0032]圖2是本發明實施例的半球狀結構陣列的剖面示意圖;
[0033]圖3是本發明實施例的一種半球狀結構陣列的俯視示意圖;
[0034]圖4是本發明實施例的另一種半球狀結構陣列的俯視示意圖;
[0035]圖5是本發明實施例的半球狀反光體陣列的剖面示意圖;
[0036]圖6是本發明實施例的透明固定板的剖面示意圖;
[0037]圖7是本發明實施例的透明固定板的俯視示意圖;
[0038]圖8是本發明實施例的透明固定板與半球狀結構陣列固定后的剖面示意圖;
[0039]圖9是本發明實施例的LED芯片固定于透明固定板上的剖面示意圖;
[0040]圖10是本發明實施例的LED芯片與透明導電體電連接的剖面示意圖;
[0041]圖11是本發明實施例的凸面聚光體陣列固定于透明固定板上的剖面示意圖;
[0042]圖12是本發明實施例的LED發光結構的發光示意圖。
【具體實施方式】
[0043]以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的LED發光結構及其制作方法作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書,本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是,附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例,僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
[0044]請參考圖1,其為本發明實施例的LED發光結構制作方法的流程示意圖。如圖1所示,所述LED發光結構制作方法包括:
[0045]步驟S1:提供一半球狀反光體陣列;
[0046]步驟S2:提供一透明固定板,所述透明固定板正面設置有若干LED芯片固定區,每個LED芯片固定區兩側各設置一透明導電體;
[0047]步驟S3:將所述半球狀反光體陣列固定于所述透明固定板的背面,并將LED芯片固定于所述LED芯片固定區內,使所述LED芯片與其兩側的透明導電體形成電連接;
[0048]步驟S4:通過固定支撐體結構將凸面聚光體陣列固定于所述透明固定板的正面上方,每個LED芯片均位于對應的凸面聚光體的焦點上以及對應的半球狀反光體的球心上。
[0049]具體的,請參考圖2?圖11,其為本發明實施例的LED發光結構制作方法中所形成的器件結構的示意圖。
[0050]首先,執行步驟SI,提供一半球狀反光體陣列10,所述半球狀反光體陣列10包括半球狀結構陣列以及設置于所述半球狀結構陣列內壁上的反光層10’。
[0051]具體的,所述半球狀反光體陣列10通過如下方式形成:
[0052]如圖2所示,首先提供半球狀結構陣列,所述半球狀結構陣列優選是一體成型的結構,其可以如圖3所示僅由若干個陣列排布的中空的半球體Ila組成,也可以如圖4所示由若干個陣列排布的中空的半球體Ila以及連接部Ilb組成,如此機械強度相對較好。所述中空的半球體Ila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。
[0053]如圖5所示,通過蒸發、濺射或噴涂工藝在所述半