专利名称：具有高显色性的led芯片模块、白光led器件及其制造方法
技术领域：
本发明属于发光器件的制造领域，涉及一种发光二极管器件的结构及其制造方法，尤其涉及一种具有高显色性的LED芯片模块、白光LED器件及其制造方法。
背景技术：
LED (发光二极管)光源具有高效率、长寿命、节能、不含Hg等有害物质等优点。随着LED技术的迅猛发展，LED的亮度、寿命等性能都得到了极大的提升，使得LED的应用领域越来越广泛，从路灯等室外照明到装饰灯等室内照明，均纷纷使用或更换成LED作为光源。 而其中白光LED作为普通照明的应用，更是有着深远的意义。目前实现白光LED的主流技术是蓝光LED芯片搭配黄色荧光粉，但其显色指数较低，难以实现显色指数达80或以上的要求，这就导致白光LED难以进入阅读照明、橱窗照明及医疗照明等室内照明领域。因此， 如何提升白光LED的显色指数，已经成为照明领域中的一个急需得到解决的问题。如公开号为CN101694863A的中国发明专利申请公开了一种高显色指数白光LED 的制作方法，该方法主要是将胶黏剂与荧光粉的混合物涂敷在蓝光LED芯片上，其中荧光粉由黄色荧光粉、红色荧光粉及数种波长的绿色荧光粉混合而成，并通过四种荧光粉的混合实现高显色性。但是，由于红色荧光粉的转换效率较低，从而会影响整个发光器件的出光效率。又如公开号为CN101246876A的中国发明专利申请公开了一种高光效高显色性的 LED灯，该LED灯选择一个或一个以上的蓝光LED芯片作为激发光源，配置多个红光LED芯片，通过调节红光强度可获得不同色温的高光效高显色性的发光效果。但是，由于蓝光LED 芯片和多个红光LED芯片设置在基板的同一个平面上，不同发光波长芯片位于基板的不同区域，往往会导致混色效果不均勻。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种高出光率、混色均勻的高显色性的白光LED器件及其LED芯片模块，。同时，本发明还提供了所述高显色性的发光器件的制造方法。本发明是通过以下技术方案实现的一种白光LED器件，包括一 LED芯片模块、一基板以及一荧光胶。该LED芯片模块包括层叠设置的至少一第一 LED芯片和至少一第二 LED芯片，以及设置在该第一 LED芯片和第二 LED芯片之间一半透反射层，该半透反射层直接透射其一侧的光线，而反射其另一侧的光线。该LED芯片模块设置在基板上，该荧光胶设置在基板上并将LED芯片模块包覆。一种LED芯片模块，其包括层叠设置的至少一第一 LED芯片和至少一第二 LED芯片，以及设置在该第一 LED芯片和第二 LED芯片之间一半透反射层，该半透反射层直接透射其一侧的光线，而反射其另一侧的光线。一种LED器件的制造方法，包括如下步骤
1)制造一 LED芯片模块将第二 LED芯片设置在第一 LED芯片的上方，并将一半透反射层设置在该第二 LED芯片和第一 LED芯片之间；2)将该LED芯片模块设置在一基板上；3)将一荧光胶设置在该基板上，并将该LED芯片模块包覆或部分包覆。相对于现有技术，本发明的白光LED器件及其LED芯片模块在层叠设置的第一 LED 芯片和第二 LED芯片之间设置半透反射层，使半透反射层之下的光线可直接穿透半透反射层且使半透反射层之上的光线同时被反射而不被下层的LED芯片吸收，从而在实现高显色指数且混色均勻的同时，提高LED器件的出光效率。本发明的LED器件的制造方法用以制造出具有高显色性的发光器件。为了能更清晰的理解本发明，以下将结合
阐述本发明的具体实施方式
。
图1是本发明的LED器件的结构示意图。图2是图1的LED芯片模块的结构示意图。图3是本发明实施例1的LED芯片模块的结构示意图。图4是图3所示的LED芯片模块的电路示意图。图5是本发明实施例2的LED芯片模块的结构示意图。图6是本发明实施例3的LED芯片模块的结构示意图。图7是图6所示的LED芯片模块的电路示意图。图8是本发明实施例4的LED芯片模块的结构示意图。
具体实施例方式请同时参阅图1和图2，其中，图1是本发明的LED器件的结构示意图，图2是图1 的LED芯片模块的结构示意图。本发明的LED器件包括一基板1，设置在基板1上的LED芯片模块2，以及设置在基板1上、并将LED芯片模块2包覆的荧光胶3。其中，该LED芯片模块2包括第一 LED芯片21、第二 LED芯片22和一半透反射层 23。该第一 LED芯片21与基板1接触并与其电连接。该第二 LED芯片22设置在该第一 LED芯片21的上方并与其电连接。该半透反射层23设置在该第一 LED芯片21和第二 LED 芯片22之间，并同时与该第一 LED芯片21和第二 LED芯片22接触或者与其中之一接触。 该第二 LED芯片22发出的光线部分直接往覆盖荧光胶3的一侧出射，部分通过该半透反射层23反射后再往覆盖荧光胶3的一侧出射。该第一 LED芯片21发出的光线可直接穿透该半透反射层23向上出射。即该半透反射层23可反射其一侧的光线，且能使其另一侧的光线穿透。从而使混色均勻且提高显色性的同时，又能提高该LED器件的出光率。以下通过多个实施例说明该LED芯片模块2的具体结构。实施例1 请同时参阅图3和图4，其中，图3是本发明实施例1的LED芯片模块的结构示意图，图4是图3所示的LED芯片模块的电路示意图。其中，该第一 LED芯片21为正装结构的LED芯片，其出光方向为电极一侧出光；第二 LED芯片22为倒装结构的LED芯片，其出光方向为该第二 LED芯片22的外延衬底一侧(即与电极相对的另一侧)。
该第一 LED芯片21的P极表面设有第一透明导电层212，绝缘层214覆盖在第一透明导电层212的部分表面，第一金属焊垫213设置在该第一 LED芯片的N极表面和该绝缘层214表面。该第二 LED芯片22的P极表面设有第二透明导电层222，第二金属焊垫223 设置在该第二 LED芯片22的N极表面和该第二透明导电层222表面。该第一 LED芯片21的绝缘层上的的第一金属焊垫213与该第二 LED芯片22的N 极的第二金属焊垫223通过凸点焊球215连接；同样，该第一 LED芯片21的N极的第一金属焊垫213和该第二 LED芯片22的P极的第二金属焊垫223通过凸点焊球215连接，从而使该第一 LED芯片21和该第二 LED芯片22之间形成如图4所示的串联关系。外接焊垫216 设置在该第一透明导电层212上以及该绝缘层214上的第一金属焊垫213上，该LED芯片模块2通过该外接焊垫216接入外部驱动电源。在本实施例中，该第一 LED芯片21为蓝光LED芯片，该第二 LED芯片22为红光 LED芯片。半透反射层23设置在该第二透明导电层222的表面，并对应该第一透明导电层 212的区域。该半透反射层为由两种介电系数不同的材料按ABAB……的方式交替排列组成的多层膜结构，其组成如下表1中所示，其中，该多层膜结构中的第1层位于靠近蓝光LED 芯片的一侧，第16层位于靠近红光LED芯片的一侧。
权利要求
1.一种白光LED器件，其特征在于包括一 LED芯片模块，该LED芯片模块包括层叠设置的至少一第一 LED芯片和至少一第二 LED芯片，以及设置在该第一 LED芯片和第二 LED芯片之间一半透反射层，该半透反射层直接透射其一侧的光线，而反射其另一侧的光线；一基板；以及一荧光胶；该LED芯片模块设置在基板上，该荧光胶设置在基板上并将LED芯片模块包覆。
2.根据权利要求1所述的白光LED器件，其特征在于该第一LED芯片为正装LED芯片，一透明导电层覆盖在该第一 LED芯片的P极表面，一绝缘层覆盖在该第一透明导电层的部分表面，二第一金属焊垫分别设置在该第一 LED芯片的N极表面和该绝缘层表面；该第二 LED芯片为倒装LED芯片，一第二透明导电层覆盖在该第二 LED芯片的P极表面，二第二金属焊垫分别设置在该第二 LED芯片的N极表面和该第二透明导电层表面；该第一 LED芯片的绝缘层表面的第一金属焊垫与该第二 LED芯片的N极的第二金属焊垫通过凸点焊球连接，该第一 LED芯片的N极的第一金属焊垫和该第二 LED芯片的P极的第二金属焊垫通过凸点焊球连接；该半透反射层设置在该第一透明导电层表面，或者设置在该第二透明导电层表面。
3.根据权利要求1所述的白光LED器件，其特征在于该第一LED芯片和该第二 LED 芯片为垂直结构的LED芯片，一第一金属焊垫设置在该第一 LED芯片的N极表面，一凸点焊球设置在该第一金属焊垫的上表面；一第二透明导电层覆盖在该第二LED芯片的P极表面； 该第二 LED芯片设置在该第一LED芯片的上方，该第二透明导电层与凸点焊球接触；该半透反射层设置在该第一 LED芯片的N极表面的该第一金属焊垫以外的区域，该第二透明导电层与该半透反射层及凸点焊球接触。
4.根据权利要求1所述的白光LED器件，其特征在于该第一LED芯片和第二 LED芯片为倒装结构的LED芯片；一金属导电层覆盖在该第一 LED芯片的N极表面并沿其侧边延伸覆盖至外延衬底表面的一端，以及该金属导电层还覆盖在该第一 LED芯片的P极表面并沿其侧边延伸覆盖至外延衬底表面的另一端；一第二透明导电层覆盖在该第二 LED芯片的 P极表面，二第二金属焊垫分别设置在该第二 LED芯片的N极表面以及在该第二透明导电层上；该LED芯片模块还包括一衬底，衬底表面设置有金属布线；该第二 LED芯片的第二金属焊垫通过凸点焊球固定在该第一 LED芯片的外延衬底表面的金属导电层上；该第一 LED芯片的P极和N极表面的金属导电层通过凸点焊球设置在该衬底的金属线上；该半透反射层设置在该第一 LED芯片的金属导电层区域以外的外延衬底表面上。
5.根据权利要求1所述的白光LED器件，其特征在于该第一LED芯片为正装结构的 LED芯片，一第一透明导电层设置在该第一 LED芯片的P极表面，一第一金属焊垫设置在该第一 LED芯片的N极表面和第一透明导电层表面，一凸点焊球设置在与该第一透明导电层相连的第一金属焊垫的上表面；该第二 LED芯片为垂直结构的LED芯片，一第二透明导电层覆盖在该第二 LED芯片的P极表面，一第二金属焊垫设置在该第二 LED芯片的N极表面；该第二 LED芯片设置在该第一 LED芯片的上方，并使该第二透明导电层与该凸点焊球接触固定，一金属线连接第二金属焊垫与第一LED芯片的N极上的第一金属焊垫；该半透反射层设置在该第一金属焊垫和外接焊垫区域以外的该第一透明导电层的上表面，并与该第二透明导电层接触。
6.一种LED器件的制造方法，其特征在于包括如下步骤1)制造一LED芯片模块将第二 LED芯片设置在第一 LED芯片的上方，并将一半透射层设置在该第二 LED芯片和第一 LED芯片之间；2)将该LED芯片模块设置在一基板上；3)将一荧光胶设置在该基板上，并将该LED芯片模块包覆或部分包覆。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于所述的步骤1)还包括如下步骤 步骤Sl 在第一 LED芯片的P极表面形成第一透明导电层；然后，在该第一透明导电层表面形成一绝缘层；接着，在该第一 LED芯片的N极表面和该绝缘层表面形成第一金属焊垫；最后，在该第一金属焊垫的上表面形成凸点焊球；步骤S2 在第二 LED芯片的P极表面上形成第二透明导电层；然后，在该第二 LED芯片的N极表面和该第二透明导电层表面上形成第二金属焊垫；最后，在该第二透明导电层的表面形成半透反射层；步骤S3 将第二 LED芯片倒装连接在第一 LED芯片上，使第二金属焊垫与凸点焊球连接。
8.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于所述的步骤1)还包括如下步骤 步骤Sl 首先，在第一 LED芯片的P极表面覆盖外接焊垫；然后，在第一 LED芯片的N极上形成第一金属焊垫；接着，在该第一金属焊垫上形成凸点焊球；最后，在第一 LED芯片的N 极上第一金属焊垫以外的区域覆盖一半透反射层；步骤S2 首先，在第二 LED芯片的P极表面覆盖一第二透明导电层； 步骤S3 将第二 LED芯片安装到第一 LED芯片上，使第二透明导电层与凸点焊球及半透反射层接触。
9.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于所述的步骤1)还包括如下步骤 步骤Sl 首先，在第一 LED芯片上制备一绝缘层；然后，在第一 LED芯片上形成金属导电层；接着，在第一 LED芯片的外延衬底上表面形成半透反射层；最后，在该第一 LED芯片的外延衬底表面上的金属导电层表面形成凸点焊球；步骤S2 首先，在衬底上形成金属布线；最后，在金属布线的上表面形成凸点焊球； 步骤S3 将第一 LED芯片邦定连接到衬底上，使第一 LED芯片的N极和P极表面的金属导电层与衬底上的凸点焊球相连；步骤S4 首先，在第二 LED芯片的P极表面形成一第二透明导电层；在该第二 LED芯片的N极表面和透明导电层上形成第二金属焊垫；步骤S5 将第二 LED芯片倒装连接在第一 LED芯片上，使第二金属焊垫与该第一 LED芯片上的凸点焊球相连。
10.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于所述的步骤1)还包括如下步骤 步骤Sl 首先，在第一 LED芯片21的P极表面形成第一透明导电层；然后，第一 LED芯片21的N极表面和第一透明导电层表面上形成第一金属焊垫；接着，在第一透明导电层对应的第一金属焊垫的上表面形成凸点焊球；最后，在除第一金属焊垫及外接焊垫区域以外的该第一透明导电层的上表面，覆盖一半透反射层；步骤S2 首先，在第二 LED芯片的P极表面覆盖一第二透明导电层；然后，在第二 LED芯片的N极上形成第二金属焊垫；步骤S3 首先，将第二 LED芯片设置在第一 LED芯片上，使第二透明导电层与凸点焊球和半透反射层接触固定；然后，将一金属线设置在第二金属焊垫和该第一 LED芯片的N极上的第一金属焊垫上使其二者连接。
11.一种LED芯片模块，其特征在于该LED芯片模块包括层叠设置的至少一第一 LED 芯片和至少一第二 LED芯片，以及设置在该第一 LED芯片和第二 LED芯片之间一半透反射层，该半透反射层直接透射其一侧的光线，而反射其另一侧的光线。
12.根据权利要求11所述的LED芯片模块，其特征在于该第一LED芯片为正装LED 芯片，一透明导电层覆盖在该第一 LED芯片的P极表面，一绝缘层覆盖在该第一透明导电层的部分表面，二第一金属焊垫分别设置在该第一 LED芯片的N极表面和该绝缘层表面；该第二 LED芯片为倒装LED芯片，一第二透明导电层覆盖在该第二 LED芯片的P极表面，二第二金属焊垫分别设置在该第二 LED芯片的N极表面和该第二透明导电层表面；该第一 LED芯片的绝缘层表面的第一金属焊垫与该第二 LED芯片的N极的第二金属焊垫通过凸点焊球连接，该第一 LED芯片的N极的第一金属焊垫和该第二 LED芯片的P极的第二金属焊垫通过凸点焊球连接；该半透反射层设置在该第一透明导电层表面，或者设置在该第二透明导电层表面。
13.根据权利要求11所述的LED芯片模块，其特征在于该第一LED芯片和该第二 LED 芯片为垂直结构的LED芯片，一第一金属焊垫设置在该第一 LED芯片的N极表面，一凸点焊球设置在该第一金属焊垫的上表面；一第二透明导电层覆盖在该第二 LED芯片的P极表面； 该第二 LED芯片设置在该第一 LED芯片的上方，该第二透明导电层与凸点焊球接触；该半透反射层设置在该第一 LED芯片的N极表面的该第一金属焊垫以外的区域，该第二透明导电层与该半透反射层及凸点焊球接触。
14.根据权利要求11所述的LED芯片模块，其特征在于该第一LED芯片和第二 LED芯片为倒装结构的LED芯片；一金属导电层覆盖在该第一 LED芯片的N极表面并沿其侧边延伸覆盖至外延衬底表面的一端，以及该金属导电层还覆盖在该第一 LED芯片的P极表面并沿其侧边延伸覆盖至外延衬底表面的另一端；一第二透明导电层覆盖在该第二 LED芯片的 P极表面，二第二金属焊垫分别设置在该第二 LED芯片的N极表面以及在该第二透明导电层上；该LED芯片模块还包括一衬底，衬底表面设置有金属布线；该第二 LED芯片的第二金属焊垫通过凸点焊球固定在该第一 LED芯片的外延衬底表面的金属导电层上；该第一 LED芯片的P极和N极表面的金属导电层通过凸点焊球设置在该衬底的金属布线上；该半透反射层设置在该第一 LED芯片的金属导电层区域以外的外延衬底表面上，或者设置在该第二透明导电层表面。
15.根据权利要求11所述的LED芯片模块，其特征在于该第一LED芯片为正装结构的LED芯片，一第一透明导电层设置在该第一 LED芯片的P极表面，一第一金属焊垫设置在该第一 LED芯片的N极表面和第一透明导电层表面，一凸点焊球设置在与该第一透明导电层相连的第一金属焊垫的上表面；该第二 LED芯片为垂直结构的LED芯片，一第二透明导电层覆盖在该第二 LED芯片的P极表面，一第二金属焊垫设置在该第二 LED芯片的N极表面； 该第二 LED芯片设置在该第一 LED芯片的上方，并使该第二透明导电层与该凸点焊球接触固定，一金属线连接第二金属焊垫与第一LED芯片的N极上的第一金属焊垫；该半透反射层设置在该第一金属焊垫区域以外的该第一透明导电层的上表面，并与该第二透明导电层接触。
全文摘要
一种白光LED器件，包括一LED芯片模块、一基板以及一荧光胶。该LED芯片模块包括层叠设置的至少一第一LED芯片和至少一第二LED芯片，以及设置在该第一LED芯片和第二LED芯片之间一半透反射层，该半透反射层直接透射其一侧的光线，而反射其另一侧的光线。该LED芯片模块设置在基板上，该荧光胶设置在基板上并将LED芯片模块包覆。相对于现有技术，本发明的白光LED器件及其LED芯片模块在层叠设置的第一LED芯片和第二LED芯片之间设置半透反射层，使半透反射层之下的光线可直接穿透半透反射层且使半透反射层之上的光线同时被反射而不被下层的LED芯片吸收，从而在实现高显色指数且混色均匀的同时，提高LED器件的出光效率。
文档编号H01L33/46GK102208402SQ201110150320
公开日2011年10月5日 申请日期2011年6月7日 优先权日2011年6月7日
发明者周玉刚, 姜志荣, 肖国伟, 许朝军, 赖燃兴 申请人:晶科电子(广州)有限公司