CN101964387A - Led芯片结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED芯片结构，包括衬底、覆盖在所述衬底正面一侧的N型层、与所述N型层电连接的第一引出电极、覆盖在所述N型层正面一侧的P型层、覆盖在所述P型层正面一侧的透明导电膜以及与所述透明导电膜电连接的第二引出电极，所述衬底反面一侧覆盖有反射及红外透过滤光片；所述反射及红外透过滤光片对所述LED芯片发出的光的波段具有高反射和红外透过效果。本发明提高了LED芯片的光通量并且减少LED芯片热量的聚集，降低了LED芯片的温度，延长了使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种高出光率的LED芯片结构。
背景技术
发光二极管(LED)由于其亮度高、功耗低、寿命长、可靠性高、易驱动、节能、环保等特点，已被广泛应用于照明、交通、广告和仪器仪表，液晶背光照明等显示器中。目前世界上生产和使用LED呈现急速上升的趋势，同时也对LED的出光效率提出了更高的要求。出光效率的限制也是导致LED结温升高的主要原因，随着LED的工作时间和工作电流的增加，其发光强度和光通量会下降，寿命降低。
现有LED芯片的正面普遍采用ITO作为透明导电膜，归结于ITO在可见光波段的高透过性和良好的导电性，然而ITO在红外波段的吸收系数较大，引起LED芯片表面的温升。LED芯片的反面则普遍采用镀银或镀铝反射板，起背光反射和导热的作用，由于采用镜面反射的方式，因此在一定程度也增加了红外波段的吸收，导致结温升高。
发明内容
本发明目的是：提供一种LED芯片结构，其减弱了LED芯片正面的红外吸收，降低了LED芯片表面温度；增强了LED芯片发光波段反面的反射作用，使得反面漏出光被反射回LED芯片，减少了光的损失，提高了背光的利用率，增加了LED芯片的出光效率；另外还增强了LED芯片发光波段反面的红外透过性，进一步降低了LED芯片的工作温度，延长了其工作寿命。
本发明的技术方案是：一种LED芯片结构，包括衬底、覆盖在所述衬底正面一侧的N型层、与所述N型层电连接的第一引出电极、覆盖在所述N型层正面一侧的P型层、覆盖在所述P型层正面一侧的透明导电膜以及与所述透明导电膜电连接的第二引出电极，所述衬底反面一侧覆盖有反射及红外透过滤光片；所述反射及红外透过滤光片对所述LED芯片发出的光的波段具有高反射和红外透过效果。
进一步的，在上述LED芯片结构中，所述透明导电膜为Zn(Al)O系列、Zn(Ga)O系列或Zn(B)O等红外或一部分红外波段透过的系列膜系。这些膜系对红外线无吸收或吸收较小，用来代替在红外几乎都被吸收并转化为热的ITO膜，可以减少LED芯片表面温度的吸收。
进一步的，在上述LED芯片结构中，所述反射及红外透过滤光片为主要由折射率不等的至少两种透明氧化物膜或透明氟化物膜构成的增反膜。所述透明氧化物膜可以为SiO2、TiO2等；所述透明氟化物膜可以为MgF2、CaF2等。其基本原理是根据增反膜原理，即光线连续穿过两种不同折射率的介质时，在不同界面的反射光线产生干涉效应，当光程差是二分之一波长的偶数倍时，反射光干涉后强度增强，得到反射增强效果。用特定波长的透明反射及红外透过滤光片代替现有技术的金属膜，增加了LED芯片反面的反射及散热。
本发明的优点是：
1.本发明在LED芯片正面采用具有红外无吸收或吸收较小的膜系作为透明导电膜，减弱了LED芯片对红外光的吸收，降低了LED芯片的表面温度。
2.本发明在LED芯片反面设置高反射及红外透过滤光片，将从衬底反面漏出的特定波长光反射回衬底，并使红外光透过，既增加了LED芯片的出光效率，又降低了LED芯片的工作温度，延长了LED的工作寿命。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明LED芯片结构示意图；
图2为ITO与Zn(Al)O2膜分光特性对比曲线图；
图3为可见光各色通用波段或白色高反射及红外透过滤光片分光特性曲线图；
图4为兰色波段高反射及红外透过滤光片分光特性曲线图；
图5为绿色波段高反射及红外透过滤光片分光特性曲线图；
图6为红色波段高反射及红外透过滤光片分光特性曲线图；
图7为混色波段高反射及红外透过滤光片分光特性曲线图。
其中：1衬底；2N型层；3第一引出电极；4P型层；5透明导电膜；6第二引出电极；7反射及红外透过滤光片。
具体实施方式
实施例：
如图1所示，一种LED芯片结构，包括衬底1、覆盖在所述衬底1正面一侧的N型层2、与所述N型层2电连接的第一引出电极3、覆盖在所述N型层2正面一侧的P型层4、覆盖在所述P型层4正面一侧的透明导电膜5以及与所述透明导电膜5电连接的第二引出电极6，所述LED芯片产生的光穿透透明导电膜5后发射出来。所述衬底1反面一侧覆盖有反射及红外透过滤光片7；所述反射及红外透过滤光片7对所述LED芯片发出的光的波段具有高反射和红外透过效果。
所述衬底1为蓝宝石衬底。
所述透明导电膜5为Zn(Al)O系列、Zn(Ga)O系列或Zn(B)O等红外或一部分红外波段透过的系列膜系。从图2可知，当光穿透ITO膜时，只有可见光区域的光可以透过，红外区域的光则完全被吸收，而当采用Zn(Al)O2为透明导电膜时，红外光和可见光均获得良好的透过率。因此采用Zn(Al)O2作为透明导电膜替代ITO，可避免因红外吸收而引起的表面温升。
所述反射及红外透过滤光片7为主要由折射率不等的至少两种透明氧化物膜或透明氟化物膜构成的增反膜，其所对应的增反波长设计为与LED芯片所发出的光的波长一致，并在红外波段完全透过，以防止由于红外吸收引起反面的温升。图3～图7分别为针对不同发光波段设计的反射及红外透过滤光片的分光特性曲线，由图所知，在所需发光波段均获得了高反射率以及红外波段的高透过率。因此，通过设计不同类型的反射及红外透过滤光片，以满足不同发光波段的LED芯片的需求，可增强LED芯片在其发光波段的背光利用率，并降低红外吸收带来的影响，对提高LED芯片的出光效率和降低结温十分有益。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (4)
1.一种LED芯片结构，其特征在于：包括衬底(1)、覆盖在所述衬底(1)正面一侧的N型层(2)、与所述N型层(2)电连接的第一引出电极(3)、覆盖在所述N型层(2)正面一侧的P型层(4)、覆盖在所述P型层(4)正面一侧的透明导电膜(5)以及与所述透明导电膜(5)电连接的第二引出电极(6)，所述衬底(1)反面一侧覆盖有反射及红外透过滤光片(7)；所述反射及红外透过滤光片(7)对所述LED芯片发出的光的波段具有高反射和红外透过效果。
2.根据权利要求1所述的LED芯片结构，其特征在于：所述透明导电膜(5)为至少可供部分红外波段透过的膜系。
3.根据权利要求2所述的LED芯片结构，其特征在于：所述透明导电膜(5)为Zn(Al)O系列、Zn(Ga)O系列或Zn(B)O系列膜系。
4.根据权利要求1所述的LED芯片结构，其特征在于：所述反射及红外透过滤光片(7)为主要由折射率不等的至少两种透明氧化物膜或透明氟化物膜构成的增反膜。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN 201010270078 CN101964387A (zh) | 2010-08-25 | 2010-08-25 | Led芯片结构 |
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| CN 201010270078 CN101964387A (zh) | 2010-08-25 | 2010-08-25 | Led芯片结构 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN101964387A true CN101964387A (zh) | 2011-02-02 |
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|---|---|
| CN (1) | CN101964387A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110456572A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-15 | 合肥京东方光电科技有限公司 | 一种灯板及其制备方法、背光模组和液晶显示装置 |
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2010
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