專利名稱：共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光led芯片結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管組件，具體是ー種共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管是利用各種化合物半導(dǎo)體材料制作而成的一種固態(tài)半導(dǎo)體組件，其可依不同材料的能隙特性選擇而放射出各種顏色的可見光或是紅外線、紫外線等不可見光。其中，白光發(fā)光二極管所發(fā)的白光是由至少兩種波長的色光混合形成的混合光。現(xiàn)有白光發(fā)光二極管可分為兩類第一類為多芯片型發(fā)光二極管，其工作原理是由紅光發(fā)光二極管、綠光發(fā)光二極管、藍光發(fā)光二極管分別發(fā)出三種色光，藉由透鏡混合此三種色光，形成白光。其優(yōu)點是于具有高發(fā)光效率、高顯色性，但其同時也因色光混合后將于光譜間出現(xiàn)空隙，使得色彩不飽和，且每個發(fā)光二極管的操作電壓、驅(qū)動電流、溫度與光衰減率均不相同， 由此導(dǎo)致設(shè)計困難、成本増加、混光不易。第二類為熒光粉轉(zhuǎn)換發(fā)光二極管，其工作原理是利用熒光粉將藍光發(fā)光二極管或紫外光發(fā)光二極管所產(chǎn)生的藍光或紫外光分別轉(zhuǎn)換為兩波長或三波長白光。例如其ー為由日本日亞化學公司所開發(fā)的藍光發(fā)光二極管激發(fā)黃色熒光粉，其優(yōu)點是成本低、制作簡單，其缺點是因熒光粉的發(fā)光效率未達到完全能量轉(zhuǎn)換，會使許多能量轉(zhuǎn)換成熱釋放，造成發(fā)光二極管整體溫度較高，又因熒光粉溫度上升，會使光轉(zhuǎn)換效率變差并出現(xiàn)波長飄移現(xiàn)象，同時由于熒光粉涂布技術(shù)不佳，會造成發(fā)光均勻性不佳，相對色溫也會隨著視角不同而出現(xiàn)明顯變動。其ニ為利用紫外光發(fā)光二極管激發(fā)紅、綠、藍熒光粉混合形成白光，其優(yōu)點是制作方式成本低、量產(chǎn)容易、光色均勻且不具偏色現(xiàn)象，其缺點是粉體混合較為困難、高效率粉體不易合成。此外，紫外光若未被完全吸收轉(zhuǎn)換，還會引發(fā)紫外光外泄問題。因此，上述熒光粉轉(zhuǎn)換發(fā)光二極管的共同缺點是由于熒光粉易出現(xiàn)老化現(xiàn)象、熒光粉涂布均勻度不易控制，容易導(dǎo)致發(fā)光二極管發(fā)光亮度不足，影響出射光質(zhì)量。綜合上述分析，現(xiàn)有白光發(fā)光二極管由于自身結(jié)構(gòu)所限，存在設(shè)計困難、成本増加、混光不易、發(fā)光亮度不足、出射光質(zhì)量較差的問題。因此，有必要對現(xiàn)有白光發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)進行革新，以解決其存在的上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有白光發(fā)光二極管設(shè)計困難、成本増加、混光不易、發(fā)光亮度不足、出射光質(zhì)量較差的問題，提供了 ー種共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，包括具有散熱特性的次級基板、藍寶石基板、N型氮化鎵外延層、多層量子阱氮化銦鎵主動層、P型氮化鎵外延層、氧化銦鋱熒光鈍化層、負電極金屬層、以及正電極金屬層；其中，藍寶石基板堆棧于具有散熱特性的次級基板上；N型氮化鎵外延層堆棧于藍寶石基板上；多層量子阱氮化銦鎵主動層堆棧于N型氮化鎵外延層上，且N型氮化鎵外延層部分曝露于多層量子阱氮化銦鎵主動層外；p型氮化鎵外延層堆棧于多層量子阱氮化銦鎵主動層上；氧化銦鋱熒光鈍化層堆棧于N型氮化鎵外延層的曝露部分和P型氮化鎵外延層上，且氧化銦鋱熒光鈍化層沉積于藍寶石基板的側(cè)壁、N型氮化鎵外延層的側(cè)壁、多層量子阱氮化銦鎵主動層的側(cè)壁、P型氮化鎵外延層的側(cè)壁；負電極金屬層堆棧于N型氮化鎵外延層的曝露部分上；正電極金屬層堆棧于P型氮化鎵外延層上，且正電極金屬層與氧化銦鋱熒光鈍化層連接。所述具有散熱特性的次級基板、藍寶石基板、N型氮化鎵外延層、多層量子阱氮化銦鎵主動層、P型氮化鎵外延層、氧化銦鋱熒光鈍化層、負電極金屬層、正電極金屬層均為現(xiàn)有公知結(jié)構(gòu)。工作吋，負電極金屬層和正電極金屬層連接外部電源，來自P型氮化鎵外延層和N型氮化鎵外延層的空穴與電子在多層量子阱氮化銦鎵主動層相互結(jié)合發(fā)出光線。所發(fā)的光線一部分穿透P型氮化鎵外延層和堆棧于P型氮化鎵外延層上的氧化銦鋱熒光鈍化層，并激發(fā)氧化銦鋱熒光鈍化層。另一部分光線穿透沉積于藍寶石基板的側(cè)壁、N型氮化鎵外延 層的側(cè)壁、多層量子阱氮化銦鎵主動層的側(cè)壁、P型氮化鎵外延層的側(cè)壁的氧化銦鋱熒光鈍化層，并激發(fā)氧化銦鋱熒光鈍化層。兩部分光線藉此混合轉(zhuǎn)換形成白光。與現(xiàn)有白光發(fā)光ニ極管相比，本發(fā)明所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)基于全新的結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有白光發(fā)光二極管設(shè)計困難、成本増加、混光不易、發(fā)光亮度不足、出射光質(zhì)量較差的問題，具體如下其一，與多芯片型發(fā)光二極管相比，本發(fā)明所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)無需采用多個發(fā)光二極管混光，因此避免了色光混合后光譜間出現(xiàn)空隙，進而使得色彩更飽和、設(shè)計更簡單、成本更低、混光更容易。其ニ，與熒光粉轉(zhuǎn)換發(fā)光二極管相比，本發(fā)明所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)無需在發(fā)光二極管表面外加熒光粉體，因此避免了熒光粉老化現(xiàn)象和熒光粉涂布均勻度不佳，進而提高了發(fā)光二極管的發(fā)光亮度和出射光質(zhì)量。本發(fā)明基于全新的結(jié)構(gòu)，有效解決了現(xiàn)有白光發(fā)光二極管設(shè)計困難、成本増加、混光不易、發(fā)光亮度不足、出射光質(zhì)量較差的問題，適用于發(fā)光二極管的制造，尤其適用于白光發(fā)光二極管的制造。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的電激發(fā)光譜圖。圖中1-具有散熱特性的次級基板，2-藍寶石基板，3-N型氮化鎵外延層，4-多層量子阱氮化銦鎵主動層，5-P型氮化鎵外延層，6-氧化銦鋱熒光鈍化層，7-負電極金屬層，8-正電極金屬層。
具體實施例方式共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，包括具有散熱特性的次級基板I、藍寶石基板2、N型氮化鎵外延層3、多層量子阱氮化銦鎵主動層4、P型氮化鎵外延層
5、氧化銦鋱熒光鈍化層6、負電極金屬層7、以及正電極金屬層8 ;其中，藍寶石基板2堆棧于具有散熱特性的次級基板I上；N型氮化鎵外延層3堆棧于藍寶石基板2上；多層量子阱氮化銦鎵主動層4堆棧于N型氮化鎵外延層3上，且N型氮化鎵外延層3部分曝露于多層量子阱氮化銦鎵主動層4外；P型氮化鎵外延層5堆棧于多層量子阱氮化銦鎵主動層4上；氧化銦鋱熒光鈍化層6堆棧于N型氮化鎵外延層3的曝露部分和P型氮化鎵外延層5上，且氧化銦鋱熒光鈍化層6沉積于藍寶石基板2的側(cè)壁、N型氮化鎵外延層3的側(cè)壁、多層量子阱氮化銦鎵主動層4的側(cè)壁、P型氮化鎵外延層5的側(cè)壁；負電極金屬層7堆棧于N型氮化鎵外延層3的曝露部分上；正電極金屬層8堆棧于P型氮化鎵外延層5上,且正電極金屬層8與氧化銦鋱熒光鈍化層6連接；
所述具有散熱特性的次級基板I是采用銅或氮化鋁或硅制成的；
所述藍寶石基板2是采用藍寶石制成的；
所述氧化銦鋱熒光鈍化層6是采用氧化銦和鋱制成的；
氧化銦和鋱的比例范圍為95:5-5:95 ；
所述氧化銦鋱熒光鈍化層6是利用電子束蒸鍍系統(tǒng)以共形涂布方式制備而成的。具體實施時，如圖2所示，在激發(fā)電流(IOOmA)通過時，本發(fā)明所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)的光譜涵蓋整個可見光譜區(qū)域，光譜范圍為300nnT800 nm。圖2中有三個主要峰值第一個峰值位于385nm附近，其位于ー個很強的波段，主要是多層量子阱氮化銦鎵主動層所發(fā)射出來的主峰值，第二個峰值位于中間的較寬波段(波長范圍約在450 nnT700 nm)，主要是氧化銦鋱熒光鈍化層所產(chǎn)生的，第三個峰值位于非線性負載所致的二次諧波波段(波長范圍約在波峰750 nnT800 nm)。權(quán)利要求
1.ー種共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于包括具有散熱特性的次級基板(I)、藍寶石基板(2)、N型氮化鎵外延層(3)、多層量子阱氮化銦鎵主動層(4)、P型氮化鎵外延層(5)、氧化銦鋱熒光鈍化層(6)、負電極金屬層(7)、以及正電極金屬層(8);其中，藍寶石基板(2)堆棧于具有散熱特性的次級基板(I)上；N型氮化鎵外延層(3)堆棧于藍寶石基板(2)上；多層量子阱氮化銦鎵主動層(4)堆棧于N型氮化鎵外延層(3)上，且N型氮化鎵外延層(3)部分曝露于多層量子阱氮化銦鎵主動層(4)外；P型氮化鎵外延層(5)堆棧于多層量子阱氮化銦鎵主動層(4)上；氧化銦鋱熒光鈍化層(6)堆棧于N型氮化鎵外延層(3)的曝露部分和P型氮化鎵外延層(5)上，且氧化銦鋱熒光鈍化層(6)沉積于藍寶石基板(2)的側(cè)壁、N型氮化鎵外延層(3)的側(cè)壁、多層量子阱氮化銦鎵主動層(4)的側(cè)壁、P型氮化鎵外延層(5)的側(cè)壁；負電極金屬層(7)堆棧于N型氮化鎵外延層(3)的曝露部分上；正電極金屬層(8)堆棧于P型氮化鎵外延層(5)上，且正電極金屬層(8)與氧化銦鋱熒光鈍化層(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征 在于所述具有散熱特性的次級基板(I)是采用銅或氮化鋁或硅制成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述藍寶石基板(2)是采用藍寶石制成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述氧化銦鋱熒光鈍化層(6)是采用氧化銦和鋱制成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述氧化銦鋱熒光鈍化層(6)是采用氧化銦和鋱制成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于氧化銦和鋱的比例范圍為95:5-5:95。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于氧化銦和鋱的比例范圍為95:5-5:95。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述氧化銦鋱熒光鈍化層(6)是利用電子束蒸鍍系統(tǒng)以共形涂布方式制備而成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述氧化銦鋱熒光鈍化層(6)是利用電子束蒸鍍系統(tǒng)以共形涂布方式制備而成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述氧化銦鋱熒光鈍化層(6)是利用電子束蒸鍍系統(tǒng)以共形涂布方式制備而成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管組件，具體是一種共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有白光發(fā)光二極管設(shè)計困難、成本增加、混光不易、發(fā)光亮度不足、出射光質(zhì)量較差的問題。共形涂布具有熒光特性鈍化層的白光LED芯片結(jié)構(gòu)包括具有散熱特性的次級基板、藍寶石基板、N型氮化鎵外延層、多層量子阱氮化銦鎵主動層、P型氮化鎵外延層、氧化銦鋱熒光鈍化層、負電極金屬層、以及正電極金屬層；其中，藍寶石基板堆棧于具有散熱特性的次級基板上。本發(fā)明基于全新的結(jié)構(gòu)，有效解決了現(xiàn)有白光發(fā)光二極管設(shè)計困難、成本增加、混光不易、發(fā)光亮度不足、出射光質(zhì)量較差的問題，適用于發(fā)光二極管的制造。
文檔編號H01L33/44GK102723418SQ201210014708
公開日2012年10月10日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者劉旭光, 李學敏, 許并社 申請人:劉旭光, 李學敏, 許并社