[发明专利]正向及背向同时出光的LED及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED及其制作方法，特别是涉及一种正向及背向同时出光的LED及其制作方法。

背景技术

众所周知，LED芯片中量子阱发射的光分别朝正向和背向射出，正向射出的光通过表面粗化，选用折射率向外依次减小的材料等方式提高出光效率，背向射出的光在传统的芯片设计中则通过PSS和背镀反射镜的方式反射回正向，然后再经由正向射出芯片，这部分反射光在芯片内部传播和多次反射时会被大量吸收，最后只有部分光可以射出芯片，因而，如何提高背向射出的光的光取出效率成为提高LED芯片外量子效率的一个途径。

在现有技术中，所述LED芯片的固晶方式一般采用绝缘胶或者导热银胶，虽然，绝缘胶成本低，透光率比较高，但是不耐高温，在高温下会老化变黄。所述导热银胶具有良好的导热性能，但其透光率相对较差，且在长时间的蓝光照射下会变黑。因此，一般小功率的LED因为发热量小，芯片长时间工作其温度仍然较低，所以较多地使用透光率高的绝缘胶进行固晶，但对中等或者大尺寸功率型LED而言，为了解决上述类型的LED普遍存在的热量积聚和长时间工作时芯片温度较高的问题，通常都在采用背镀反射镜之后再采用导热性较好的导热银胶进行固晶。

近期发现，大功率LED芯片在不做背镀的情况下，直接使用绝缘胶固晶后，使用硅胶封装的LED比传统做背镀银胶固晶硅胶封装的LED光效高出了许多，其Lm/$值明显提升，经济效益显著，对推动LED取代传统照明的普及有着重大的意义。但是因为该大功率型LED长时间工作产生很高的热量会直接致使绝缘胶老化，导致封装后的LED光衰非常明显。

因此，如何在保证散热性良好的情况下提高LED芯片封装后的亮度和光效，，已经成为本领域从业者亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种正向及背向同时出光的LED及其制作方法，以提高LED的背向出光效率，并通过改变封装方式在保证散热性良好的情况下提高LED封装后的亮度和光效。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种正向及背向同时出光的LED及其制作方法，其中，所述制作方法至少包括以下步骤：1)提供一蓝宝石衬底；2)采用金属有机化学气相沉积法在所述蓝宝石衬底的上表面形成至少一层增透膜；3)于所述增透膜的上表面形成发光外延层，并定义出P-pad区及N区；4)于所述发光外延层上表面形成一透明导电层，并蚀刻所述透明导电层，以外露出部分所述P-pad区及全部所述N区；5)于所述P-pad区上制作出P-pad，于所述N区上制作出N-pad，以形成LED芯片；6)提供一具有固晶面的封装支架，所述固晶面上垂直设置有多个导热反光型支柱；以及7)通过抗老化绝缘胶将所述LED芯片粘合于所述封装支架的固晶面上，并使各该导热型反光支柱的顶端与所述LED芯片的下表面相接触。

在本发明的制作方法中，所述蓝宝石衬底的上表面及下表面为平面、图形化表面、纳米结构、或者光子晶体结构。

在本发明的制作方法中，制成的所述LED芯片为具有单一LED管芯的芯片，在另一实施方式中，所述LED芯片为可承受高电压电源的且具有多个LED管芯的芯片，且所述芯片的多个LED管芯为串联、并联、或串并联结构。

本发明还提供一种正向及背向同时出光的LED，其特征在于，包括：LED芯片，包括：蓝宝石衬底；至少一层增透膜，形成于所述蓝宝石衬底的上表面；发光外延层，形成于所述增透膜的上表面，并具有P-pad区及N区，且所述P-pad区设置有P-pad，所述N区设置有N-pad；以及透明导电层，形成于所述发光外延层上表面，以外露出所述P-pad及N-pad；以及封装支架，与所述LED芯片的底部相粘合，具有一固晶面，所述固晶面上垂直设置有多个导热反光型支柱，各该导热型反光支柱的顶端与所述LED芯片的下表面相接触。

在本发明的LED中，所述蓝宝石衬底的上表面及下表面为平面、图形化表面、纳米结构、或者光子晶体结构。

在本发明的LED中，所述LED芯片为具有单一LED管芯的芯片，在另一实施方式中，所述LED芯片为可承受高电压电源的且具有多个LED管芯的芯片，且所述芯片的多个LED管芯为串联、并联、或串并联结构。

如上所述，本发明的正向及背向同时出光的LED及其制作方法，具有以下有益效果：

1、通过在蓝宝石衬底与发光外延层(GaN缓冲层)之间加入一层或者多层增透膜，使由量子阱射向蓝宝石的光能尽可能地通过蓝宝石方向射出芯片且有效地减少反射，从而减少芯片对这部分光的吸收。