[发明专利]基于GaAs衬底的AlGaInP四元三端电极发光管

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于GaAs衬底的AlGaInP四元发光管，属于光电子器件技术领域。

背景技术

传统的AlGaInP四元发光二极管，因其基底GaAs具有良好的导电性，管芯常采用双面上下电极结构。如CN1719677公开的一种《铝铟磷或铝镓铟磷材料大功率半导体激光器》，包括一衬底；一缓冲层，该缓冲层制作在衬底上；一下包层，该下包层制作在缓冲层上；一下波导层，该下波导层制作在下包层上，起到光场限制作用；一有源区，该有源区制作在下波导层上，该有源区为发光区；一上波导层，该上波导层制作在有源区上，起到光场限制作用；一上包层，该上包层制作在上波导层上；一P型镓铟磷层，该P型镓铟磷层制作在上包层上；一P型镓砷欧姆接触层，该P型镓砷欧姆接触层制作在P型镓铟磷层上；一P面电极，该P面电极制作在P型镓砷欧姆接触层上；一N面电极，该N面电极制作在衬底的下面。

随着LED在照明和全彩显示屏方面的广泛应用，不仅对LED管芯的性能指标要求越来越高，同时封装工艺对发光二极管管芯的结构也提出更高的标准。

当前，AlGaInP四元LED管芯应用在显示屏上，其基底GaAs上的金属层通过银浆粘接到封装底座金属上，成为LED管芯的一个连接电极。这样要求固定LED管芯的银浆导电性很好，但是，由于银浆的热膨胀系数与半导体GaAs衬底的热膨胀系数差别巨大，封装好的发光管在随后的应用中经常经历高温焊接，如回流焊接、波峰焊接等，焊接温度的变化会由于热膨胀吸收不同而导致管芯粘接不牢，出现发光管死灯现象；同时发光管在户外使用，气温变化也会导致发光管死灯，这种死灯现象严重影响发光管在显示屏等方面的应用。

一个LED显示屏是由LED矩阵块(模组和LED灯)、电源、边框、同步控制系统及软件等部分组成，在整个LED显示屏中LED灯成本只占到屏总成本的百分之几，但灯的性能与整个显示屏屏显效果息息相关。一旦出现死灯或闪灯现象，不仅整个屏显效果不佳，而且对显示屏厂商、封装厂及LED芯片厂信誉产生连带效应，后果不仅仅是几个灯不亮简单问题。

LED本身具有亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定的优点，LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于金融、税务、工商、邮电、体育、广告、厂矿企业、交通运输、教育系统、车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。LED显示屏产业保持持续增长，同时对显示屏用灯稳定性的要求也越来越高。

因此，提供一种发光管，在不增加实际应用成本前提下，尽量避免或杜绝显示屏应用中发光管闪灯或死灯现象，以提高整体产品的性价比，是当前光电产业发展的重要课题之一。

发明内容

本发明针对现有的AlGaInP四元发光二极管在显示屏上应用存在的问题，提供一种能够避免LED断路或半断路现象、产品的性价比高的基于GaAs衬底的AlGaInP四元三端电极发光管。

本发明的基于GaAs衬底的AlGaInP四元三端电极发光管，其管芯结构自上而下依次包括GaP层、P型AlGaInP层、量子阱有源区、N型AlGaInP层、布拉格反射层、GaAs层和GaAs衬底，在GaP层的上面设有P电极，在GaAs层上设有一个台面，该台面上蒸镀有N电极，GaAs衬底上设有基板N电极。

GaP层上均匀镀有一层透明导电薄膜，以便于电流扩展和透光。

P电极上设有两个向外延伸的支腿，目的是便于电流均匀分布。

N电极两个外侧面上均延伸出一脚，目的是便于电流均匀分布。

本发明在同一面设置P电极和N电极两个电极以及在背面设置基板N电极，形成了具有三端电极的发光管管芯结构，该管芯同面双电极，一正极一负极，在显示屏上把固定焊接底板和导通电源引线两方面分开，同时背面电极也可以做电源电极，对LED在实际应用中起到双保险作用，同时又保证焊线端的质量，避免了焊接不牢引起的导线短路问题。在显示屏上应用时把固定焊接底板和导通电源引线两方面分开，避免了因底座压焊不牢引起灯断路或半断路现象，同时也可对固定管芯在基板的焊料放宽要求，可以导电也可以绝缘；另一方面，焊料导电可以引线，给发光管引线双保险，提高可靠性。

附图说明

图1是本发明基于GaAs衬底的AlGaInP四元三端电极发光管的管芯结构示意图。

图2是管芯表面的两个电极采用金丝球焊与封装底座连接的示意图。

图3是本发明发光管表面电极的一种形状及排布示意图。

图4是本发明发光管表面电极的另一种形状及排布示意图。