CN100463242C - 一种增大出光面积的led制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种增大出光面积的LED制作方法，主要特点是在LED晶片的外延层的侧面处，沿着此侧面将其中一个边角全部切割掉，使该侧面形成一个斜坡面，该斜坡面高度即切割深度要不大于外延层的厚度。上述经切割后的LED晶片可多个组合成一个LED晶片阵列，进行封装后制成大功率LED。本发明方法增大了现有LED晶片的出光面积，同时可以使出射的光线比较发散，产生没有眩光、光线柔和的视觉效果，另外也提高了发光区的散热效果。

Description

一种增大出光面积的LED制作方法

技术领域

本发明涉及发光二极管，特别是一种LED的制作方法。

背景技术

当前的照明领域中，LED发光二极管以其绝对的优势而被广泛应用于各项产品。现有LED晶片的生产工艺已日趋成熟，基本是在衬底上磊晶形成第一、第二材料层而完成晶片的制作，二层材料交界处即为PN结发光区。为了让工作电源顺利地加载于PN结之间，必须移除部分第一材料层与部分PN结界面，才好在第二材料层上固设电极，这样就损失了一部分发光区而除低了发光效率。为了解决这一问题，现在的衬底大都采用可导电材料做衬底，直接用衬底代替第二材料层的电极，使发光区能完全保留，但这样仍然存在一些遗留的缺陷。晶片的PN结发光面与第一材料层出光面平行，导致很多光线发射至出光面时产生全反射，此部分光线不能发射出，而且还导致已发射出的光线成为平行光，这样使LED从一个方向看显得明亮而其它方向则暗淡，产生眩光；另外，发光区在发光的同时会产生一定的热量，此热量也是经由第一材料层出光面发散的，现有的LED晶片的出光面较小，同时散热面积也小，散热效果并不理想。

发明内容

本发明提供一种LED的制作方法，该方法增大了现有LED晶片的出光面积，同时可以使出射的光线比较发散，产生没有眩光、光线柔和的视觉效果，另外也提高了发光区的散热效果。

为达到上述的效果，本发明所采用的方案如下：一种增大出光面积的LED制作方法，其特征是该方法包括以下步骤：(1)按照LED晶片生长工艺，在衬底上生长出外延层，外延层包括P层和N层，两者交界处即为该LED晶片的PN结发光区；(2)在上述LED晶片的外延层的侧面处，沿着此侧面将其中一个边角全部切割掉，使该侧面形成一个斜坡面；(3)将上述处理完毕的LED晶片进行封装成一个LED灯泡；需要注意的是，在上述步骤(2)中的斜坡面高度不大于外延层的厚度，另外因为所述LED晶片外延层的侧面有四个，按上述方法被切割的侧面可以有1～4个，最佳为四个；切割形成的斜坡面的截面为直线形状或弧线形状；在上述方法步骤(3)中所述封装的LED晶片数量为至少一个，可多个组合成一个LED晶片阵列，在LED晶片上表面还覆盖有电极片。

相对于现有的LED晶片，本发明在增大出光面积的同时也增大了散热面积，在一定程度上解决了现有LED出射光线所带有的方向性，即眩光问题，使出射光线比较柔和；较为重要的一点，就是使出光面产生全反射的情况减少，因而最终发射出的光线增多，这样使LED更加明亮，提高了LED灯泡的亮度。

附图说明

图1(A)是本发明第一实施例切单面的截面示意图；

图1(B)是本发明第一实施例切双面的截面示意图；

图2(A)是本发明第二实施例切单面的截面示意图；

图2(B)是本发明第二实施例切双面的截面示意图；

图3(A)是本发明第三实施例切单面的截面示意图；

图3(B)是本发明第三实施例切双面的截面示意图；

图4(A)是本发明斜坡面高度与外延层厚度的一种关系示意图；

图4(B)是本发明斜坡面高度与外延层厚度的另一关系示意图；

图4(C)是本发明斜坡面高度与外延层厚度的又一关系示意图；

图5是本发明其中一个实施例切四面的示意图；

图6是多个本发明的LED晶片组合的示意图。

具体实施方式

本发明是一种LED晶片制作处理工艺方法，该方法包括以下步骤：(1)按照LED晶片磊晶生产工艺，在LED衬底上生长出外延层，外延层包括P层和N层，两者交界处即为该LED晶片的PN结发光区；(2)在上述LED晶片的外延层的侧面处，沿着此侧面将其中一个边角全部切割掉，使该侧面形成一个斜坡面；(3)将上述处理完毕的LED晶片进行封装成一个LED灯泡。在切割外延层时，可切割其中一个侧面，也可同时切割其中二个、三个或四个侧面。

如图1所示为本发明的第一实施例示意图，LED晶片切割面呈直线形的示意图。如图1(A)所示，在衬底2上用磊晶的方式形成外延层1，外延层1包括有N层11和P层12，两层材料交界面是PN结界面即是发光面3，P层12的上顶面即为出光面21，下底面即为发光面32，而N层11上且与P层12相交的那一面即为发光面31。使用晶片专用切割机将上述外延层1的一个侧面上的一个边角，沿着此侧面将整面边角都切割掉，使该侧面形成一个斜坡面22。如图1(A)中所示的截面图中，斜坡面22面积大于与之相对应的发光面积，因此出光面积得以变大；如图1(B)，在此LED晶片的两侧面上都切割成斜坡面22，以进一步增大出光面积。

如图2所示为本发明的第二实施例示意图，LED晶片切割面呈凸弧形的示意图。如图2(A)所示，用化学刻蚀法在外延层1的一个侧面上刻蚀切割掉一个边角时，呈凸弧形刻蚀，使该侧面形成一个凸弧形的斜坡面22。如图2(A)中所示的截面图中，斜坡面22面积大于与之对应的发光面积，同样增大了出光面积；如图2(B)，在此LED晶片的两侧面上都刻蚀成凸弧形斜坡面22，以进一步增大出光面积，其中一个极限的情况，就是在两侧面都进行切割时，增大刻蚀的半径，使出光面21与斜坡面22完全重合，出光面21成为一个整的弧形，这样出光面面积最大。

如图3所示为本发明的第三实施例示意图，LED晶片切割面呈凹弧形的示意图。如图3(A)所示，同第二实施例，使用化学刻蚀法刻蚀切割外延层1的一个侧面上的一个边角时，呈凹弧形刻蚀切割，使该侧面形成一个凹弧形的斜坡面22。如图3(A)中所示为单侧刻蚀，如图3(B)为双侧刻蚀。

如图4中所示，当切割外延层1的边角成斜坡面22时，斜坡面22高度不大于外延层1厚度，因此，可以有如下几种切割深度：如图4(A)所示是只在P层12上进行切割一部分，如图4(B)所示是在P层12上进行切割刚好切割到PN结发光面3处，如图4(C)所示是将P层12的边角完全切割，同时也切割掉部分PN结发光面3和N层11。以上三种切割深度同样适合于上述多侧面同时切割状态。

如图5所示为本发明将LED晶片的四个侧面全都切割成斜坡面的示意图，该斜坡面可切割成截面为直线形，也可切割成弧线形。上述三种实施例中所述的切割方式都适用于切割四个侧面的情况。

如图6所示，是运用本发明所制成的出光面带斜坡面的LED晶片进行组合，形成一个方形的LED晶片组，各个LED晶片上对应的斜坡面相互组合成多个纵横交错的凹槽4。电极片5平铺于LED晶片的出光面与斜坡面上，位于凹槽处的电极片也与斜坡面紧贴，以增大电极与LED晶片材料层的接触面积。将此LED晶片组封装在一个带凹坑的封装底座内，就可以做成一个大功率LED灯泡，该灯炮相对于现有的大功率LED灯泡，具有亮度高，散热好，光线均匀等优点。

如上述多个实施例中所述带有斜坡出光面的LED晶片，发光层3发出光线，透射出P层12的出光面21和斜坡面22，出光面积比发光面积大，当光线经过斜坡面22时，光线基本上是折射透过斜坡面，而产生全反射的概率很小，光线比较发散，也不会造成光线的损失，也就是说增加亮度的同时也使光线变得柔和了。

现有技术中，有很多LED晶片磊晶外延层都采用倒装或覆晶的方式来置放，本发明中带斜坡的LED晶片同样也适用于此类方案，而且也能达到本发明中所述的种种效果。

Claims (8)

1.一种增大出光面积的LED制作方法，其特征是该方法包括以下步骤：(1)按照LED晶片磊晶生长工艺，在衬底上生长出外延层，外延层包括P层和N层，两者交界处即为该LED晶片的PN结发光区；(2)在上述LED晶片的外延层的侧面处，沿着此侧面将其中一个边角全部切割掉，使该侧面形成一个斜坡面；(3)将上述处理完毕的LED晶片进行封装成一个LED灯泡。

2.根据权利要求1所述的增大出光面积的LED制作方法，其特征是在上述方法中，步骤(2)中的斜坡面高度不大于外延层的厚度。

3.根据权利要求1所述的增大出光面积的LED制作方法，其特征是在上述方法中，步骤(2)所述LED晶片外延层的侧面有四个，按上述方法被切割的侧面有1～4个。

4.根据权利要求3所述的增大出光面积的LED制作方法，其特征是在上述方法步骤(2)中所述外延层被切割的侧面为四个。

5.根据权利要求1所述的增大出光面积的LED制作方法，其特征是在上述方法步骤(2)中所述斜坡面截面为直线形状。

6.根据权利要求1所述的增大出光面积的LED制作方法，其特征是在上述方法步骤(2)中所述斜坡面截面为弧线形状。

7.根据权利要求1所述的增大出光面积的LED制作方法，其特征是在上述方法步骤(3)中所述封装的LED晶片数量为多个。

8.根据权利要求7所述的增大出光面积的LED制作方法，其特征是所述多个LED晶片组合成LED晶片组，电极片平铺于所述晶片的出光面与斜坡面上。

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