提高发光角度的倒装发光二极管及其制备方法与流程

    技术2026-09-03  3


    本公开涉及半导体,特别涉及一种提高发光角度的倒装发光二极管及其制备方法。


    背景技术:

    1、发光二极管(light emitting diode,led)因具有体积小、使用寿命长、颜色丰富多彩、能耗低等特点,目前已经被广泛应用于背光、照明、景观等各个光源领域。

    2、相关技术中,倒装led包括依次层叠的透明衬底、键合层和外延层,其中,透明衬底的靠近键合层的表面和透明衬底的远离键合层的表面均为平面。

    3、然而,光线在键合层和透明衬底的交界面的折射角的大小以及透明衬底和空气的交界面的折射角的大小由材料的折射率以及入射角的大小共同决定,在材料固定的情况下,光线的入射角越小,折射角越小。由于透明衬底的靠近键合层的表面和透明衬底的远离键合层的表面均为平面,因此外延层发出的部分光线经过键合层射向透明衬底的入射角或者光线从透明衬底射向空气的入射角较小,会导致光线的折射角较小,也即是光线从透明衬底所在的一侧出射时出射角较小,影响倒装led的发光角度。


    技术实现思路

    1、本公开实施例提供了一种提高发光角度的倒装发光二极管及其制备方法,能提高倒装led的发光角度和出光效率。所述技术方案如下:

    2、一方面,提供了一种发光二极管,包括依次层叠的透明衬底、填平层、键合层和外延层;所述透明衬底的第一表面具有多个第一图形结构,所述透明衬底的第二表面具有多个第二图形结构,所述第一表面和所述第二表面为所述透明衬底的相反的两表面;所述填平层覆盖所述第一表面。

    3、可选地,所述多个第一图形结构在所述第一表面上的正投影与所述多个第二图形结构在所述第一表面上的正投影完全重合。

    4、可选地,所述第一图形结构包括凹槽和/或凸起,所述第二图形结构包括凹槽和/或凸起。

    5、可选地,所述多个第一图形结构在所述第一表面上沿第一方向和第二方向阵列布置,所述第一方向和所述第二方向之间的夹角为30°至90°。

    6、可选地,相邻的所述第一图形结构之间的距离为1μm至10μm。

    7、可选地,所述第一图形结构在所述第一表面的正投影的最大宽度为1μm至10μm。

    8、可选地,所述填平层为sio2层或sin层。

    9、可选地,在与所述第一表面垂直的方向上,所述填平层的最大厚度与所述第一图形结构的最大高度的差值为0.1μm至5μm。

    10、可选地,所述发光二极管为红黄光发光二极管,所述透明衬底为蓝宝石衬底。

    11、另一方面,提供了一种发光二极管的制备方法,包括:在第一透明衬底上形成填平层,并且在外延层上形成键合层,所述第一透明衬底的第一表面具有多个第一图形结构,所述填平层覆盖所述第一表面;将所述填平层和所述键合层相互键合;在所述第一透明衬底的第二表面形成多个第二图形结构,得到包括透明衬底的发光二极管,所述第一表面和所述第二表面为所述第一透明衬底的相反的两表面。

    12、本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是:

    13、本公开实施例中,透明衬底的第一表面具有多个第一图形结构,透明衬底的第二表面具有多个第二图形结构,第一表面和第二表面为透明衬底的相反的两表面,填平层覆盖第一表面,因此,外延层发出的光线经过键合层和填平层射向透明衬底时,相同角度的光线会有一部分射向第一表面,另一部分射向多个第一图形结构,与射向第一表面的光线在填平层和第一表面的交界面的入射角相比,部分射向多个第一图形结构的光线在填平层和多个第一图形结构的交界面的入射角较大,同时,光线从透明衬底射向空气时,相同角度的光线会有一部分射向第二表面,另一部分射向多个第二图形结构,部分射向多个第二图形结构的光线在多个第二图形结构和空气的交界面的入射角较大,可以使得光线的折射角较大,且多个第一图形结构和多个第二图形结构有利于光线产生漫反射和散射,从而可以有效提高倒装led的发光角度。

    14、并且,多个第一图形结构还可以改变部分原本会射向第一表面产生全反射的光线的入射角,多个第二图形结构还可以改变部分原本会射向第二表面产生全反射的光线的入射角,使得这部分光线的入射角变小,从而可以减少光线在填平层和透明衬底的交界面以及透明衬底和空气的交界面产生全反射的几率,减少光线在倒装led内部的传播行程,提高倒装led的出光效率。



    技术特征:

    1.一种发光二极管,其特征在于,包括依次层叠的透明衬底(10)、填平层(20)、键合层(30)和外延层(40);

    2.根据权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述多个第一图形结构(13)在所述第一表面(11)上的正投影与所述多个第二图形结构(14)在所述第一表面(11)上的正投影完全重合。

    3.根据权利要求2所述的发光二极管,其特征在于,所述第一图形结构(13)包括凹槽和/或凸起,所述第二图形结构(14)包括凹槽和/或凸起。

    4.根据权利要求2或3所述的发光二极管,其特征在于,所述多个第一图形结构(13)在所述第一表面(11)上沿第一方向和第二方向阵列布置,所述第一方向和所述第二方向之间的夹角为30°至90°。

    5.根据权利要求4所述的发光二极管,其特征在于,相邻的所述第一图形结构(13)之间的距离为1μm至10μm。

    6.根据权利要求5所述的发光二极管,其特征在于,所述第一图形结构(13)在所述第一表面(11)的正投影的最大宽度为1μm至10μm。

    7.根据权利要求1至3和权利要求5至6中任一项所述的发光二极管,其特征在于,所述填平层(20)为sio2层或sin层。

    8.根据权利要求1至3和权利要求5至6中任一项所述的发光二极管,其特征在于,在与所述第一表面(11)垂直的方向上,所述填平层(20)的最大厚度与所述第一图形结构(13)的最大高度的差值为0.1μm至5μm。

    9.根据权利要求1至3和权利要求5至6中任一项所述的发光二极管,其特征在于,所述发光二极管为红黄光发光二极管,所述透明衬底(10)为蓝宝石衬底。

    10.一种发光二极管的制备方法,其特征在于,包括:


    技术总结
    本公开实施例提供了一种提高发光角度的倒装发光二极管及其制备方法,属于半导体技术领域。该倒装发光二极管包括依次层叠的透明衬底、填平层、键合层和外延层;透明衬底的第一表面具有多个第一图形结构,透明衬底的第二表面具有多个第二图形结构,第一表面和第二表面为透明衬底的相反的两表面;填平层覆盖第一表面。本公开实施例能提高倒装LED的发光角度和出光效率。

    技术研发人员:程少文,吕伟强,王洪占,曹栋,赵瑞德,王涛,梁廷辉
    受保护的技术使用者:京东方华灿光电(苏州)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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