Led发光器件的制作方法
【专利摘要】本申请公开了一种LED发光器件，包括基材，所述基材具有相对的上表面和下表面，所述上表面开设有多个凹槽，所述每个凹槽内分别倒装设有一个LED芯片，所述每个凹槽的底部开设有两个通孔，所述通孔的侧壁设有电极接触件，所述基材的下表面设有导电层，所述导电层电性连接于所述电极接触件，所述LED芯片的两个电极分别插置于所述两个通孔内，所述LED芯片通过所述导电层串联和/或并联。本实用新型的LED芯片通过接插方式与基材连接，操作方便，易于大批量生产，提高大批量生产的效率。
【专利说明】LED发光器件
【技术领域】
[0001] 本申请涉及一种半导体发光器件，特别是涉及一种LED发光器件。
【背景技术】
[0002] 上世纪60年代第一只LED产品在美国诞生，它的出现给人们的生活带来了很多光 彩，由于LED具有寿命长、低功耗、绿色环保等优点，与之相关的技术发展得非常迅速。它已 经成为"无处不在"与我们的生活息息相关的光电器件和光源，比如手机的背光，交通信号 灯，大屏幕全彩显示屏和景观亮化用灯等等。
[0003] 随着以GaN(氮化镓）材料P型掺杂的突破为起点的第三代半导体材料的兴起，伴 随着以III族氮化物为基础的高亮度发光二级管（Light Emitting Diode，LED)的技术突破， 用于新一代绿色环保固体照明光源的氮化物LED正在成为新的研究热点。目前，LED应用 的不断升级以及市场对于LED的需求，使得LED正朝着大功率和高亮度的方向发展。其中 研究热点之一是高压直流LED技术，它是采用多颗芯片组成一个总发光二极管形式，即多 颗LED串联形成一个LED。
[0004] 目前高压LED技术属于新兴技术范畴，其技术存在如下问题：
[0005] LED芯片的出光效率有待提升，理论上用蓝光LED激发黄色荧光粉合成白光的发 光效率高达每瓦300多流明，但是现在的实际效率还不到理论值的一半，大概是理论值的 三分之一左右，其中一个重要原因是一部分从激活区发出的光无法从LED芯片内部逃逸出 来。金属电极、芯片材料本身和基材对光的吸收和遮挡使得LED光效的损失很大。
[0006] 现有的LED芯片通常通过焊接等方式与基材连接或进行串并联，这种连接方式成 本高，而且不利于批量生产。 实用新型内容
[0007] 本实用新型的目的在于提供一种LED发光器件，解决现有技术中LED芯片出光效 率低、不利于批量生产的技术问题。
[0008] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
[0009] 本申请公开了一种LED发光器件，包括基材以及倒装于所述基材上的LED芯片，所 述基材具有相对的上表面和下表面，所述上表面开设有容纳所述LED芯片的凹槽，所述凹 槽的底部开设有两个通孔，所述通孔的侧壁设有电极接触件，所述基材的下表面设有导电 层，所述导电层电性连接于所述电极接触件，所述LED芯片的两个电极分别插置于所述两 个通孔内。
[0010] 优选的，在上述的LED发光器件中，所述凹槽的开口边缘设有导引坡面。
[0011] 优选的，在上述的LED发光器件中，所述基材为透明基材，所述导电层为透明导电 层，所述LED芯片包括透明衬底以及形成于透明衬底上的外延层。
[0012] 优选的，在上述的LED发光器件中，所述基材和透明衬底的材质选自玻璃、蓝宝 石、碳化硅或有机透明体，所述导电层的材质选自氧化铟锡、氧化锌、碳纳米管或石墨烯。
[0013] 优选的，在上述的LED发光器件中，所述LED芯片的两个电极的末端位于同一高 度。
[0014] 本申请还公开了一种LED发光器件，包括基材，所述基材具有相对的上表面和下 表面，所述上表面开设有多个凹槽，所述每个凹槽内分别倒装设有一个LED芯片，所述每个 凹槽的底部开设有两个通孔，所述通孔的侧壁设有电极接触件，所述基材的下表面设有导 电层，所述导电层电性连接于所述电极接触件，所述LED芯片的两个电极分别插置于所述 两个通孔内，所述LED芯片通过所述导电层串联和/或并联。
[0015] 优选的，在上述的LED发光器件中，所述凹槽的开口边缘设有导引坡面。
[0016] 优选的，在上述的LED发光器件中，所述基材为透明基材，所述导电层为透明导电 层，所述LED芯片包括透明衬底以及形成于透明衬底上的外延层。
[0017] 优选的，在上述的LED发光器件中，所述基材和透明衬底的材质选自玻璃、蓝宝 石、碳化硅或有机透明体，所述导电层的材质选自氧化铟锡、氧化锌、碳纳米管或石墨烯。
[0018] 优选的，在上述的LED发光器件中，所述LED芯片的两个电极的末端位于同一高 度。
[0019] 与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
[0020] (1)、本实用新型的LED发光器件中，LED芯片衬底、基材、导电层的材质均采用透 明材质，避免了衬底、基材和电极对出光的阻挡，实现了空间全角度的出光，提高了整体的 出光效率；
[0021] (2)、LED芯片通过接插方式与基材连接，操作方便，易于大批量生产，提高大批量 生产的效率。
[0022] (3)、每个LED芯片分别安装于一个凹槽内，可以将LED芯片进行分隔，电极之间不 易粘连。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024] 图1所示为本实用新型具体实施例中LED发光器件的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型 的【具体实施方式】进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所 示和根据附图描述的本实用新型的实施方式仅仅是示例性的，并且本实用新型并不限于这 些实施方式。
[0026] 在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中 仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用 新型关系不大的其他细节。
[0027] 参图1所示，LED发光器件包括基材1，基材1优选为透明的基材，其材质选自透明 玻璃、蓝宝石、碳化硅或有机透明体，有机透明体包括PC (聚碳酸酯)、PMMA (聚甲基丙烯酸 甲酯）等。优选的，透明基材1的材质为价格低廉且容易获取的玻璃。
[0028] 基材1具有相对的上表面和下表面，其上表面上开设有多个凹槽2(图中以2个为 例)，每个凹槽的底部开设有两个通孔，每个凹槽2的开口边缘设有导引坡面5。
[0029] 通孔的侧壁上通过电镀或溅射等手段形成有电极接触件6,电极接触件6的材质 优选为金属。
[0030] 每个凹槽2内分别倒装有一个LED芯片3, LED芯片3包括透明衬底以及形成于透 明衬底上的外延层，透明衬底的材质选自透明玻璃、蓝宝石、碳化硅或有机透明体。
[0031] LED芯片3的两个电极的末端位于同一高度，该两个电极分别插置于两个对应的 通孔内，并与电极接触件6电性接触。LED芯片3的电极的形状优选为圆柱体。
[0032] 基材的下表面上形成有导电层4,导电层4与电极接触件6电性连接，并实现LED 芯片之间的串联和/或并联。导电层4优选为透明导电层，其材质选自氧化铟锡、氧化锌、 碳纳米管或石墨烯。
[0033] LED芯片直接通过串联和/或并联方式倒装在透明基材上，无需另行设置转移基 板，且保障LED发光器件具有正常的工作性能，特别是在串并联组合的情形下，可降低现 有LED发光器件由于金属焊线连接所产生的故障率。而且，在将一个LED发光器件内的所 有LED芯片均并入一电流回路中之后，仅需在器件中设置与该电流回路配合的总电源接入 端口，并以该总电源接入端口与电源连接，从而使器件工作，如此可简化LED发光器件的结 构，进一步降低其生产成本，简化其生产工艺，使其易大批量标准化制作，前述总电源端口 可采用业界所知的各类形式，例如插接端口。
[0034] 该LED发光器件还可包裹有封装层，封装层可由有机硅胶或环氧树脂等组成，其 中可均匀掺杂、涂覆有荧光粉等，以实现LED芯片发射光的波长转换，且通过此种封装形 式，还可使器件所发射的光具有更佳均匀性。而所述荧光粉的类型可依据实际应用之需求 而选取，其获取途径亦可有多种，例如，可来源于市售途径。通过有机硅胶或环氧树脂一方 面可以增加 LED芯片的出光量，另一方面还可以避免荧光粉的衰减，增加荧光粉的使用寿 命。
[0035] 易于想到的是，基材上还可以仅设置一个凹槽，从而形成一个独立的LED发光元 件。
[0036] 综上所述，本实用新型LED发光器件的优点在于：
[0037] (1)、本实用新型的LED发光器件中，LED芯片衬底、基材、导电层的材质均采用透 明材质，避免了衬底、基材和电极对出光的阻挡，实现了空间全角度的出光，提高了整体的 出光效率；
[0038] (2)、LED芯片通过接插方式与基材连接，操作方便，易于大批量生产，提高大批量 生产的效率。
[0039] (3)、每个LED芯片分别安装于一个凹槽内，可以将LED芯片进行分隔，电极之间不 易粘连。
[0040] (4)、每个凹槽的开口处设有导引坡面，可以准确地将LED芯片导引进入凹槽内。
[0041] 最后，还需要说明的是，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖非排他 性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且 还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的 要素。
【权利要求】
1. 一种LED发光器件，其特征在于，包括基材以及倒装于所述基材上的LED芯片，所述 基材具有相对的上表面和下表面，所述上表面开设有容纳所述LED芯片的凹槽，所述凹槽 的底部开设有两个通孔，所述通孔的侧壁设有电极接触件，所述基材的下表面设有导电层， 所述导电层电性连接于所述电极接触件，所述LED芯片的两个电极分别插置于所述两个通 孔内。
2. 根据权利要求1所述的LED发光器件，其特征在于：所述凹槽的开口边缘设有导引 坡面。
3. 根据权利要求1所述的LED发光器件，其特征在于：所述基材为透明基材，所述导电 层为透明导电层，所述LED芯片包括透明衬底以及形成于透明衬底上的外延层。
4. 根据权利要求3所述的LED发光器件，其特征在于：所述基材和透明衬底的材质选 自玻璃、蓝宝石、碳化硅或有机透明体，所述导电层的材质选自氧化铟锡、氧化锌、碳纳米管 或石墨烯。
5. 根据权利要求1所述的LED发光器件，其特征在于：所述LED芯片的两个电极的末 端位于同一高度。
6. -种LED发光器件，其特征在于，包括基材，所述基材具有相对的上表面和下表面， 所述上表面开设有多个凹槽，所述每个凹槽内分别倒装设有一个LED芯片，所述每个凹槽 的底部开设有两个通孔，所述通孔的侧壁设有电极接触件，所述基材的下表面设有导电层， 所述导电层电性连接于所述电极接触件，所述LED芯片的两个电极分别插置于所述两个通 孔内，所述LED芯片通过所述导电层串联和/或并联。
7. 根据权利要求6所述的LED发光器件，其特征在于：所述凹槽的开口边缘设有导引 坡面。
8. 根据权利要求6所述的LED发光器件，其特征在于：所述基材为透明基材，所述导电 层为透明导电层，所述LED芯片包括透明衬底以及形成于透明衬底上的外延层。
9. 根据权利要求8所述的LED发光器件，其特征在于：所述基材和透明衬底的材质选 自玻璃、蓝宝石、碳化硅或有机透明体，所述导电层的材质选自氧化铟锡、氧化锌、碳纳米管 或石墨烯。
10. 根据权利要求6所述的LED发光器件，其特征在于：所述LED芯片的两个电极的末 端位于同一高度。
【文档编号】H01L33/48GK203871366SQ201420244766
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】梁秉文, 张涛, 金忠良 申请人:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所