[发明专利]一种负反馈纵向集成无荧光粉白光发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光电子技术领域，尤其涉及一种负反馈纵向集成无荧光粉白光发光二极管。 

背景技术

目前在半导体光电子技术领域，采用半导体发光二极管实现白光发光的实现方式主要有两种：一种是在半导体芯片表面涂敷荧光粉的方式，一种是红绿蓝混光配成白光发光的方式。第一种方法简单，成本低，但是由于存在能量转化和荧光粉散射，通常这种方式制备的白光发光二极管能量损失达到10～30％，且受到荧光粉寿命的限制，使得半导体发光二极管的寿命从10万小时降低到不到5万小时。第二种方法由于全部是半导体材料，因此效率高，寿命长，但是这种方法制备的LED由于光谱覆盖较小，使得器件的显色指数相对较低，且颜色随空间角度的变化而变化。为了得到高的显色指数，需要在RGB发光器件表面再涂敷一层荧光粉，增加光谱的覆盖率，以提高显色指数。同时，由于红、绿、蓝色芯片分别是采用AlGaInP材料系和AlGaInN材料系材料，各种材料的温度系数不同，使得三种颜色的芯片颜色随着温度的变化或者注入电流大小和时间长短的变化而变化，导致该种方法制备的白光芯片呈现出的颜色随着温度或者注入电流大小和时间长短而变化，因此控制电路复杂，成本很高。 

因此，当下需要迫切解决的一个技术问题就是：如何能够提出一种有效的措施，以解决现有技术中存在的问题。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种负反馈纵向集成无荧光粉白光 发光二极管，有效降低控制电路复杂度的同时，保证二极管的使用寿命。 

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种负反馈纵向集成无荧光粉白光发光二极管，包括依次纵向层叠的衬底101、金属键合层102、红光发光二极管103、第一透明的正温度系数电阻104，绿光发光二极管105、第二透明的正温度系数电阻106和蓝光发光二极管107。 

进一步地，所述第一透明的正温度系数电阻104和第二透明的正温度系数电阻106结构相同，包括有正温度系数电阻和透明导电层、隧道级联、隧道再生或反隧道级联。 

进一步地，所述正温度系数电阻的材料形式为固体或液体。 

进一步地，所述正温度系数电阻涂覆的在透明导电层的上方、下方或均匀的混合在透明导电层中。 

进一步地，透明导电层为ITO浆料、PDOT或BCB。 

进一步地，所述红光发光二极管、绿光发光二极管和蓝光发光二极管为一个或多个。 

进一步地，所述红光发光二极管、绿光发光二极管和蓝光发光二极管的主波长输出为一个或多个。 

进一步地，所述衬底为硅或金属材料。 

进一步地，所述绿光发光二极管为垂直结构，采用激光剥离的方式获得。 

进一步地，所述蓝光发光二极管为垂直结构或台面结构，蓝光发光二级管的垂直结构采用激光剥离的方式获得，所述蓝光发光二级管。 

综上，本发明提供的一种负反馈纵向集成无荧光粉白光发光二极管，白光发光二极管内部串联了正温度系数电阻，当红绿蓝任何一个发光二极管发热导致电流增大，同时引起的正温度系数电阻温度升高导致电阻增大，电阻增大引起分压增大，使得降落在红绿蓝三种发光二极管上的电流降低，发热也降低，器件可恢复到正常工作状态，通过简单的结构保证了白光发光二极管的正常工作。 

附图说明

图1是本发明具体实施方式中所述的一种负反馈纵向集成无荧光粉白光发光二极管的结构示意图； 

图2(a)是本发明的红光发光二极管外延结构示意图； 

图2(b)是本发明的绿光发光二极管外延结构示意图； 

图2(c)是本发明的蓝光发光二极管外延结构示意图； 

图2(d)是本发明的倒装红光发光二极管结构示意图； 

图2(e)是本发明的去掉GaAs衬底和AlAs腐蚀停层后的倒装红光发光二极管结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 

参照图1所示为一种负反馈纵向集成无荧光粉白光发光二极管，包括依次纵向层叠的衬底101、金属键合层102、红光发光二极管103、第一透明的正温度系数电阻104，绿光发光二极管105、第二透明的正温度系数电阻106和蓝光发光二极管107。 

具体的所述第一透明的正温度系数电阻104和第二透明的正温度系数电阻106结构相同，包括有透明导电层和正温度系数电阻。