CN104681687B - 一种发光二极管的反射层结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发光二极管的反射层结构,至少包括:介质叠层,包括交替层叠的SiO2层与Ti3O5层,其中,所述介质叠层的底层为SiO2层;中间Ni层,结合于所述介质叠层表面;Ag反射层,结合于所述中间Ni层表面;金属叠层,包括交替层叠的Ni层与Ag层,其中,所述金属叠层的顶层为Ni层。本发明具有以下有益效果:本发明交替层叠的SiO2层与Ti3O5层,相比于一般的介质层具有更好的反射效果;采用超薄的中间Ni层,既不降低反射率又大大提高了Ag反射层和介质叠层的粘合性能,避免了Ag反射层的脱落;交替层叠的Ni层与Ag层,可以非常好的保护Ag反射层不被氧化,保证反射层结构的稳定性和反射率。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管结构,特别是涉及一种发光二极管的反射层结构。
背景技术
随着科技的日新月异,对于生活上的照明装置人们也有着越来越多的选择,从传统的钨丝灯泡到日光灯,照明装置不断地推陈出新。近年来发光二极管(Light EmittingDiode,LED)迅速发展,发光二极管因其具有体积小、效率高、寿命长、光电特性稳定等优点,逐渐被广泛应用于家用电器、电脑荧幕、手机、照明设备、医疗器材或交通号志等领域。
LED的发光效率受限于外量子效率,而外量子效率是由内量子效率和光提取效率共同决定的。内量子效率取决于晶格缺陷、掺杂效率和欧姆接触性能等。随着LED外延工艺的不断发展,内量子效率已经达到80%~90%,而光提取效率目前只有40%左右,可见,LED的光提取效率存在很大的改善空间。
当前,主流的氮化镓基发光二极管芯片按结构可以分为正装、倒装和垂直三种类型,其中以绝缘蓝宝石为衬底的正装结构最为普遍,被业界所广泛采用。对于正装结构LED,为了减少封装环节中基板反射率不佳引起的取光效率降低,通常在蓝宝石衬底背面加镀一反射镜以减少光损失。反射镜的结构,可以选择高反射金属层,诸如银、铝等高反射率金属;或者是折射率呈高低周期性交替变化的透光介电层堆,如多层SiO2/TiO2组成的分布式布拉格反射器(Distributed Bragg reflector,DBR)。目前,最新的技术是将前面二者结合起来,组成所谓的全方位反射镜(Omni-Direction Reflector,ODR),由DBR部分反射小角度轴向光,而非轴向光则由高反金属层反射,这样可以获得的平均反射率超过90%。对于蓝光波段,ODR结构中,常见的透光介电层堆组合可以是SiO2/TiO2等氧化物DBR,而高反金属层则一般会选择Al。Ag虽然在蓝光波段具有极高的反射率,但银与SiO2、TiO2等常见透光介电材料的黏附极差,如果在介电层上直接镀Ag,往往会导致Ag的脱落,更进一步地,由于Ag非常容易被氧化,而Ag的氧化会导致反射率严重的降低,所以在现有的技术中,银一直无法用于背镀全方位反射镜结构。
针对上述问题,本发明提出了一种新的发光二极管反射层结构。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种发光二极管反射镜结构,用于解决现有技术中全方位反射镜结构的Ag容易脱落且容易被氧化而导致反射镜结构不稳定且反射率较低等问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种发光二极管的反射层结构,至少包括:
介质叠层,包括交替层叠的SiO2层与Ti3O5层,其中,所述介质叠层的底层为SiO2层;
中间Ni层,结合于所述介质叠层表面;
Ag反射层,结合于所述中间Ni层表面;
金属叠层,包括交替层叠的Ni层与Ag层,其中,所述金属叠层的顶层为Ni层。
作为本发明的发光二极管的反射层结构的一种优选方案,所述介质叠层的顶层为SiO2层。
进一步地,所述介质叠层还包括结合于顶层的SiO2层表面的Al2O3层。
作为本发明的发光二极管的反射层结构的一种优选方案,所述介质叠层的顶层为Ti3O5层,且所述介质叠层还包括结合于该顶层的Ti3O5层表面的Al2O3层。
优选地,所述Al2O3层的厚度不大于1微米。
作为本发明的发光二极管的反射层结构的一种优选方案,所述介质叠层的总厚度不小于4.5微米。
作为本发明的发光二极管的反射层结构的一种优选方案,所述中间Ni层的厚度不大于10埃。
作为本发明的发光二极管的反射层结构的一种优选方案,所述Ag反射层的厚度为500~2000埃。
作为本发明的发光二极管的反射层结构的一种优选方案,所述金属叠层的总厚度不大于100埃。
作为本发明的发光二极管的反射层结构的一种优选方案,所述介质叠层结合于所述发光二极管的蓝宝石衬底背面。
如上所述,本发明提供一种发光二极管的反射层结构,至少包括:介质叠层,包括交替层叠的SiO2层与Ti3O5层,其中,所述介质叠层的底层为SiO2层;中间Ni层,结合于所述介质叠层表面;Ag反射层,结合于所述中间Ni层表面;金属叠层,包括交替层叠的Ni层与Ag层,其中,所述金属叠层的顶层为Ni层。本发明具有以下有益效果:本发明交替层叠的SiO2层与Ti3O5层,相比于一般的介质层具有更好的反射效果;采用超薄的中间Ni层,既不降低反射率又大大提高了Ag反射层和介质叠层的粘合性能,避免了Ag反射层的脱落;交替层叠的Ni层与Ag层,可以非常好的保护Ag反射层不被氧化,保证反射层结构的稳定性和反射率。本发明相比于现有技术具有更高的反射率和更高的稳定性,结构简单,适用于工业生产。
附图说明
图1显示为本发明实施例1中的发光二极管的反射层结构示意图。
图2显示为本发明实施例2中的发光二极管的反射层结构示意图。
图3显示为本发明实施例3中的发光二极管的反射层结构示意图。
元件标号说明
101蓝宝石衬底
102发光外延结构
103SiO2层
104Ti3O5层
105Al2O3层
106中间Ni层
107Ag反射层
108Ni层
109Ag层
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1~图3。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例1
如图1所示,本实施例提供一种发光二极管的反射层结构,至少包括:
介质叠层,包括交替层叠的SiO2层103与Ti3O5层104,其中,所述介质叠层的底层为SiO2层103;
中间Ni层106,结合于所述介质叠层表面;
Ag反射层107,结合于所述中间Ni层106表面;
金属叠层,包括交替层叠的Ni层108与Ag层109,其中,所述金属叠层的顶层为Ni层108。
所述介质叠层,结合于所述发光二极管减薄后的蓝宝石衬底101背面,所述蓝宝石衬底101正面则制备有发光外延结构102。所述介质叠层包括多个交替层叠的SiO2层103与Ti3O5层104,且每层SiO2层103的厚度必须与其相邻的Ti3O5层104相匹配。如图1所示,在本实施例中,所述介质叠层包括交替层叠的4个SiO2层103与3个Ti3O5层104,所述介质叠层的底层为SiO2层103,并且,所述介质叠层的顶层为SiO2层103。以SiO2层103作为底层,可以增大所述介质叠层与发光二极管的蓝宝石衬底101的结合强度,而以SiO2层103作为顶层,则可以增大所述介质叠层与所述中间Ni层106的结合强度。
为了保证所述介质叠层的反射效果,所述介质叠层的总厚度不小于4.5微米。
所述中间Ni层106,其厚度一般不大于10埃,优选为5~8埃,本发明采用超薄的中间Ni层106,而且Ni与SiO2层103的结合强度较大,因此,所述中间Ni层106既不降低反射率又大大提高了Ag反射层107和介质叠层的粘合性能,避免了Ag反射层107的脱落。
所述Ag银反射层,结合于所述中间Ni层106,由于Ag与Ni具有较大的结合强度,因此,所述Ag银反射层藉由所述中间Ni层106可与所述介质叠层紧密结合,大大提高了反射镜结构的稳定性。作为示例,所述Ag反射层107的厚度为500~2000埃,在本实施例中,所述Ag反射层107的厚度为1350埃,采用Ag反射层107,相比于现有的Al反射层,大大提高了反射镜结构的反射率。
所述金属叠层,包括多个交替层叠的Ni层108与Ag层109,如图1所示,在本实施例中,所述金属叠层包括交替层叠的4个Ni层108与3个Ag层109,其中,所述金属叠层的底层可以为Ni层108或Ag层109,顶层为Ni层108,所述金属叠层的总厚度不大于100埃,在本实施例中,所述金属叠层的总厚度为80埃。
实施例2
如图2所示,本实施例提供一种发光二极管的反射层结构,其基本结构如实施例1,其中,所述介质叠层还包括结合于顶层的SiO2层103表面的Al2O3层105,所述Al2O3层105的厚度不大于1微米,该厚度范围内,不会降低该介质叠层的反射效果。
所述Al2O3层105,其与所述SiO2层103有较高的结合强度,且与中间Ni层106的结合强度比SiO2层103要高,因此,于顶层的SiO2层103先制备一层Al2O3层105,相比于实施例1,可以使所述Ag反射层107更牢固。
实施例3
如图3所示,本实施例提供一种发光二极管的反射层结构,其基本结构如实施例1,其中,所述介质叠层的顶层为Ti3O5层104,且所述介质叠层还包括结合于该顶层的Ti3O5层104表面的Al2O3层105,而且,所述Al2O3层105的厚度不大于1微米。
所述Al2O3层105,其与所述Ti3O5层104有较高的结合强度,且与中间Ni层106的结合强度比SiO2层103要高,因此,于顶层的Ti3O5层104先制备一层Al2O3层105,用于代替SiO2层103,相比于实施例1,可以使所述Ag反射层107更牢固。
如上所述,本发明提供一种发光二极管的反射层结构,至少包括:介质叠层,包括多个交替层叠的SiO2层103与Ti3O5层104,其中,所述介质叠层的底层为SiO2层103;中间Ni层106,结合于所述介质叠层表面;Ag反射层107,结合于所述中间Ni层106表面;金属叠层,包括多个交替层叠的Ni层108与Ag层109,其中,所述金属叠层的顶层为Ni层108。本发明具有以下有益效果:本发明交替层叠的SiO2层103与Ti3O5层104,相比于一般的介质层具有更好的反射效果;采用超薄的中间Ni层106,既不降低反射率又大大提高了Ag反射层107和介质叠层的粘合性能,避免了Ag反射层107的脱落;交替层叠的Ni层108与Ag层109,可以非常好的保护Ag反射层107不被氧化,保证反射层结构的稳定性和反射率。本发明相比于现有技术具有更高的反射率和更高的稳定性,结构简单,适用于工业生产。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种发光二极管的反射层结构,其特征在于,至少包括:
介质叠层,包括交替层叠的SiO2层与Ti3O5层,其中,所述介质叠层的底层为SiO2层,所述介质叠层还包括结合于其顶层表面的Al2O3层;
中间Ni层,结合于所述Al2O3层表面;
Ag反射层,结合于所述中间Ni层表面;
金属叠层,结合于所述Ag反射层表面,包括交替层叠的Ni层与Ag层,其中,所述金属叠层的顶层为Ni层。
2.根据权利要求1所述的发光二极管的反射层结构,其特征在于:所述介质叠层的顶层为SiO2层。
3.根据权利要求1所述的发光二极管的反射层结构,其特征在于:所述介质叠层的顶层为Ti3O5层,且所述介质叠层还包括结合于该顶层的Ti3O5层表面的Al2O3层。
4.根据权利要求1所述的发光二极管的反射层结构,其特征在于:所述Al2O3层的厚度不大于1微米。
5.根据权利要求1所述的发光二极管的反射层结构,其特征在于:所述介质叠层的总厚度不小于4.5微米。
6.根据权利要求1所述的发光二极管的反射层结构,其特征在于:所述Ag反射层的厚度为500~2000埃。
7.根据权利要求1所述的发光二极管的反射层结构,其特征在于:所述中间Ni层的厚度不大于10埃。
8.根据权利要求1所述的发光二极管的反射层结构,其特征在于:所述金属叠层的总厚度不大于100埃。
9.根据权利要求1所述的发光二极管的反射层结构,其特征在于:所述介质叠层结合于所述发光二极管的蓝宝石衬底背面。
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Nitride-Based LEDs With High-Reflectance and Wide-Angle Ag Mirror+ SiO2/TiO2 DBR Backside Reflector;Nan-Ming Lin等;《Journal of Lightwave Technology》;20110430;第29卷(第7期);正文第1033-1035页,图1 * |
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Granted publication date: 20180320 |