專利名稱：一種增大出光面積的led制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管，特別是一種LED的制作方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前的照明領(lǐng)域中，LED發(fā)光二極管以其絕對的優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用于各項產(chǎn)品。現(xiàn)有LED晶片的生產(chǎn)工藝已日趨成熟，基本是在襯底上磊晶形成第一、第二材料層而完成晶片的制作，二層材料交界處即為PN結(jié)發(fā)光區(qū)。為了讓工作電源順利地加載于PN結(jié)之間，必須移除部分第一材料層與部分PN結(jié)界面，才好在第二材料層上固設(shè)電極，這樣就損失了一部分發(fā)光區(qū)而除低了發(fā)光效率。為了解決這一問題，現(xiàn)在的襯底大都采用可導(dǎo)電材料做襯底，直接用襯底代替第二材料層的電極，使發(fā)光區(qū)能完全保留，但這樣仍然存在一些遺留的缺陷。晶片的PN結(jié)發(fā)光面與第一材料層出光面平行，導(dǎo)致很多光線發(fā)射至出光面時產(chǎn)生全反射，此部分光線不能發(fā)射出，而且還導(dǎo)致已發(fā)射出的光線成為平行光，這樣使LED從一個方向看顯得明亮而其它方向則暗淡，產(chǎn)生眩光；另外，發(fā)光區(qū)在發(fā)光的同時會產(chǎn)生一定的熱量，此熱量也是經(jīng)由第一材料層出光面發(fā)散的，現(xiàn)有的LED晶片的出光面較小，同時散熱面積也小，散熱效果并不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種LED的制作方法，該方法增大了現(xiàn)有LED晶片的出光面積，同時可以使出射的光線比較發(fā)散，產(chǎn)生沒有眩光、光線柔和的視覺效果，另外也提高了發(fā)光區(qū)的散熱效果。
為達(dá)到上述的效果，本發(fā)明所采用的方案如下一種增大出光面積的LED制作方法，其特征是該方法包括以下步驟(1)按照LED晶片生長工藝，在襯底上生長出外延層，外延層包括P層和N層，兩者交界處即為該LED晶片的PN結(jié)發(fā)光區(qū)；(2)在上述LED晶片的外延層的側(cè)面處，沿著此側(cè)面將其中一個邊角全部切割掉，使該側(cè)面形成一個斜坡面；(3)將上述處理完畢的LED晶片進(jìn)行封裝成一個LED燈泡；需要注意的是，在上述步驟(2)中的斜坡面高度不大于外延層的厚度，另外因為所述LED晶片外延層的側(cè)面有四個，按上述方法被切割的側(cè)面可以有1～4個，最佳為四個；切割形成的斜坡面的截面為直線形狀或弧線形狀；在上述方法步驟(3)中所述封裝的LED晶片數(shù)量為至少一個，可多個組合成一個LED晶片陣列，在LED晶片上表面還覆蓋有電極片。
相對于現(xiàn)有的LED晶片，本發(fā)明在增大出光面積的同時也增大了散熱面積，在一定程度上解決了現(xiàn)有LED出射光線所帶有的方向性，即眩光問題，使出射光線比較柔和；較為重要的一點，就是使出光面產(chǎn)生全反射的情況減少，因而最終發(fā)射出的光線增多，這樣使LED更加明亮，提高了LED燈泡的亮度。


圖1(A)是本發(fā)明第一實施例切單面的截面示意圖；圖1(B)是本發(fā)明第一實施例切雙面的截面示意圖；圖2(A)是本發(fā)明第二實施例切單面的截面示意圖；圖2(B)是本發(fā)明第二實施例切雙面的截面示意圖；
圖3(A)是本發(fā)明第三實施例切單面的截面示意圖；圖3(B)是本發(fā)明第三實施例切雙面的截面示意圖；圖4(A)是本發(fā)明斜坡面高度與外延層厚度的一種關(guān)系示意圖；圖4(B)是本發(fā)明斜坡面高度與外延層厚度的另一關(guān)系示意圖；圖4(C)是本發(fā)明斜坡面高度與外延層厚度的又一關(guān)系示意圖；圖5是本發(fā)明其中一個實施例切四面的示意圖；圖6是多個本發(fā)明的LED晶片組合的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明是一種LED晶片制作處理工藝方法，該方法包括以下步驟(1)按照LED晶片磊晶生產(chǎn)工藝，在LED襯底上生長出外延層，外延層包括P層和N層，兩者交界處即為該LED晶片的PN結(jié)發(fā)光區(qū)；(2)在上述LED晶片的外延層的側(cè)面處，沿著此側(cè)面將其中一個邊角全部切割掉，使該側(cè)面形成一個斜坡面；(3)將上述處理完畢的LED晶片進(jìn)行封裝成一個LED燈泡。在切割外延層時，可切割其中一個側(cè)面，也可同時切割其中二個、三個或四個側(cè)面。
如圖1所示為本發(fā)明的第一實施例示意圖，LED晶片切割面呈直線形的示意圖。如圖1(A)所示，在襯底2上用磊晶的方式形成外延層1，外延層1包括有N層11和P層12，兩層材料交界面是PN結(jié)界面即是發(fā)光面3，P層12的上頂面即為出光面21，下底面即為發(fā)光面32，而N層11上且與P層12相交的那一面即為發(fā)光面31。使用晶片專用切割機(jī)將上述外延層1的一個側(cè)面上的一個邊角，沿著此側(cè)面將整面邊角都切割掉，使該側(cè)面形成一個斜坡面22。如圖1(A)中所示的截面圖中，斜坡面22面積大于與之相對應(yīng)的發(fā)光面積，因此出光面積得以變大；如圖1(B)，在此LED晶片的兩側(cè)面上都切割成斜坡面22，以進(jìn)一步增大出光面積。
如圖2所示為本發(fā)明的第二實施例示意圖，LED晶片切割面呈凸弧形的示意圖。如圖2(A)所示，用化學(xué)刻蝕法在外延層1的一個側(cè)面上刻蝕切割掉一個邊角時，呈凸弧形刻蝕，使該側(cè)面形成一個凸弧形的斜坡面22。如圖2(A)中所示的截面圖中，斜坡面22面積大于與之對應(yīng)的發(fā)光面積，同樣增大了出光面積；如圖2(B)，在此LED晶片的兩側(cè)面上都刻蝕成凸弧形斜坡面22，以進(jìn)一步增大出光面積，其中一個極限的情況，就是在兩側(cè)面都進(jìn)行切割時，增大刻蝕的半徑，使出光面21與斜坡面22完全重合，出光面21成為一個整的弧形，這樣出光面面積最大。
如圖3所示為本發(fā)明的第三實施例示意圖，LED晶片切割面呈凹弧形的示意圖。如圖3(A)所示，同第二實施例，使用化學(xué)刻蝕法刻蝕切割外延層1的一個側(cè)面上的一個邊角時，呈凹弧形刻蝕切割，使該側(cè)面形成一個凹弧形的斜坡面22。如圖3(A)中所示為單側(cè)刻蝕，如圖3(B)為雙側(cè)刻蝕。
如圖4中所示，當(dāng)切割外延層1的邊角成斜坡面22時，斜坡面22高度不大于外延層1厚度，因此，可以有如下幾種切割深度如圖4(A)所示是只在P層12上進(jìn)行切割一部分，如圖4(B)所示是在P層12上進(jìn)行切割剛好切割到PN結(jié)發(fā)光面3處，如圖4(C)所示是將P層12的邊角完全切割，同時也切割掉部分PN結(jié)發(fā)光面3和N層11。以上三種切割深度同樣適合于上述多側(cè)面同時切割狀態(tài)。
如圖5所示為本發(fā)明將LED晶片的四個側(cè)面全都切割成斜坡面的示意圖，該斜坡面可切割成截面為直線形，也可切割成弧線形。上述三種實施例中所述的切割方式都適用于切割四個側(cè)面的情況。
如圖6所示，是運(yùn)用本發(fā)明所制成的出光面帶斜坡面的LED晶片進(jìn)行組合，形成一個方形的LED晶片組，各個LED晶片上對應(yīng)的斜坡面相互組合成多個縱橫交錯的凹槽4。電極片5平鋪于LED晶片的出光面與斜坡面上，位于凹槽處的電極片也與斜坡面緊貼，以增大電極與LED晶片材料層的接觸面積。將此LED晶片組封裝在一個帶凹坑的封裝底座內(nèi)，就可以做成一個大功率LED燈泡，該燈炮相對于現(xiàn)有的大功率LED燈泡，具有亮度高，散熱好，光線均勻等優(yōu)點。
如上述多個實施例中所述帶有斜坡出光面的LED晶片，發(fā)光層3發(fā)出光線，透射出P層12的出光面21和斜坡面22，出光面積比發(fā)光面積大，當(dāng)光線經(jīng)過斜坡面22時，光線基本上是折射透過斜坡面，而產(chǎn)生全反射的概率很小，光線比較發(fā)散，也不會造成光線的損失，也就是說增加亮度的同時也使光線變得柔和了。
現(xiàn)有技術(shù)中，有很多LED晶片磊晶外延層都采用倒裝或覆晶的方式來置放，本發(fā)明中帶斜坡的LED晶片同樣也適用于此類方案，而且也能達(dá)到本發(fā)明中所述的種種效果。
權(quán)利要求
1.一種增大出光面積的LED制作方法，其特征是該方法包括以下步驟(1)按照LED晶片磊晶生長工藝，在襯底上生長出外延層，外延層包括P層和N層，兩者交界處即為該LED晶片的PN結(jié)發(fā)光區(qū)；(2)在上述LED晶片的外延層的側(cè)面處，沿著此側(cè)面將其中一個邊角全部切割掉，使該側(cè)面形成一個斜坡面；(3)將上述處理完畢的LED晶片進(jìn)行封裝成一個LED燈泡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增大出光面積的LED制作方法，其特征是在上述方法中，步驟(2)中的斜坡面高度不大于外延層的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增大出光面積的LED制作方法，其特征是在上述方法中，步驟(2)所述LED晶片外延層的側(cè)面有四個，按上述方法被切割的側(cè)面有1～4個。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的增大出光面積的LED制作方法，其特征是在上述方法步驟(2)中所述外延層被切割的側(cè)面為四個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增大出光面積的LED制作方法，其特征是在上述方法步驟(2)中所述斜坡面截面為直線形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增大出光面積的LED制作方法，其特征是在上述方法步驟(2)中所述斜坡面截面為弧線形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增大出光面積的LED制作方法，其特征是在上述方法步驟(3)中所述封裝的LED晶片數(shù)量為至少一個。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增大出光面積的LED制作方法，其特征是在上述方法步驟(3)中所述處理完畢的LED晶片上表面還覆蓋有電極片。
全文摘要
本發(fā)明是一種增大出光面積的LED制作方法，主要特點是在LED晶片的外延層的側(cè)面處，沿著此側(cè)面將其中一個邊角全部切割掉，使該側(cè)面形成一個斜坡面，該斜坡面高度即切割深度要不大于外延層的厚度。上述經(jīng)切割后的LED晶片可多個組合成一個LED晶片陣列，進(jìn)行封裝后制成大功率LED。本發(fā)明方法增大了現(xiàn)有LED晶片的出光面積，同時可以使出射的光線比較發(fā)散，產(chǎn)生沒有眩光、光線柔和的視覺效果，另外也提高了發(fā)光區(qū)的散熱效果。
文檔編號H01L33/00GK101047218SQ200710027119
公開日2007年10月3日 申請日期2007年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月8日
發(fā)明者樊邦弘 申請人:鶴山麗得電子實業(yè)有限公司