CN105448902A - 一种led发光器件及其制作方法 - Google Patents

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梁秉文
张涛
金忠良
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Abstract

本发明公开了一种LED发光器件及其制作方法,该制作方法包括:在第一透明基板的表面上设置LED芯片;在第二透明基板的表面上设置导电电路;将第一透明基板和第二透明基板相对设置,通过自对准结构使得第一透明基板上的LED芯片电极与第二透明基板上的导电电路对准连接,同时在透明导热胶的作用下使得第一透明基板和第二透明基板贴合。本发明通过两个透明基板夹持封装LED芯片,简化了LED制造工艺,提高出光效率,而且还可以保护LED芯片;其中,LED芯片电极和导电电路进行电性连接时,可通过光学标记等自对准结构实现对准,避免了正装芯片的打金属线工艺,以及倒装芯片的焊晶(贴片)工艺,进一步简化了工艺,降低制造成本。

Description

一种LED发光器件及其制作方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种半导体发光器件,特别是涉及一种LED发光器件及其制作方法。
背景技术
[0002] 上世纪60年代第一只LED产品在美国诞生,它的出现给人们的生活带来了很多光彩,由于LED具有寿命长、低功耗、绿色环保等优点,与之相关的技术发展得非常迅速。它已经成为“无处不在”与我们的生活息息相关的光电器件和光源,比如手机的背光,交通信号灯,大屏幕全彩显示屏和景观亮化用灯等等。
[0003]目前高压LED技术属于新兴技术范畴,其技术存在如下问题:
LED芯片的出光效率有待提升,理论上用蓝光LED激发黄色荧光粉合成白光的发光效率高达每瓦300多流明,但是现在的实际效率还不到理论值的一半,大概是理论值的三分之一左右,其中一个重要原因是一部分从激活区发出的光无法从LED芯片内部逃逸出来。芯片材料本身和基材对光的吸收和遮挡使得LED光效的损失很大。
[0004] 另外,现有的正装芯片的打金属线工艺,以及倒装芯片的焊晶(贴片)工艺,工艺复杂,制造成本高。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种LED发光器件及其制作方法,以克服现有技术中的不足。
[0006] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种LED发光器件,包括相对设置的第一透明基板和第二透明基板,所述第一透明基板和第二透明基板之间安装有一个以上LED芯片,该一个以上LED芯片的电极与导电电路电性连接。
[0007] 进一步的,所述第一透明基板和第二透明基板之间还分布有密封材料,用于在所述第一透明基板和第二透明基板之间形成密封夹持空间,所述LED芯片设置于所述夹持空间内。
[0008] 进一步的,所述第一透明基板和第二透明基板之间还填充有透明导热胶。
[0009] 优选的,所述导电电路设置于所述第一透明基板和第二透明基板之中的任一者上,而所述LED芯片固定连接在所述第一透明基板和第二透明基板之中的另一者上。
[0010] 进一步的,所述第一透明基板和第二透明基板之间分布有复数个LED芯片,该复数个LED芯片通过所述导电电路串联和/或并联。
[0011] 优选的,所述第一透明基板和第二透明基板上还分别设有第一自对准部和第二自对准部,所述第一自对准部与第二自对准部配合形成自对准结构。
[0012] 优选的,所述第一透明基板和/或第二透明基板的表面上设置有用以改善出光效率的光学微结构或透镜。
[0013] 进一步的,所述透镜为球冠状或半球状。
[0014] 进一步的,所述第一透明基板或第二透明基板的材质可选自玻璃、蓝宝石、碳化硅或有机透明体,但不限于此。
[0015] 进一步的,所述导电电路选自金属或透明导电电路,其中透明导电电路的材质可包括氧化铟锡、氧化锌、碳纳米管或石墨烯,但不限于此。
[0016] —种LED发光器件的制作方法,包括:
在第一透明基板表面设置LED芯片;
在第二透明基板表面设置导电电路;
将第一透明基板和第二透明基板相对设置,并使所述LED芯片的电极与所述导电电路电性接触;
以及,在所述第一透明基板和第二透明基板之间施加封装材料,使所述第一透明基板和第二透明基板固定连接,并使所述LED芯片均被密封于所述第一透明基板和第二透明基板之间的夹持空间内。
[0017] 进一步的,所述第一透明基板上连接有复数个LED芯片,所述第一透明基板和第二透明基板上还分别设有第一自对准部和第二自对准部,
并且,当将第一透明基板和第二透明基板相对设置,且使所述第一自对准部与第二自对准部配合形成自对准结构时,每一 LED芯片的电极均与所述导电电路上的相应位点电性接触。
[0018] 进一步的,所述自对准结构可采用光学、电学或机械自对准结构。
[0019] 例如,可以在所述第一透明基板和第二透明基板分别设置特定光学标记,透过将第一透明基板和第二透明基板的相应光学标记彼此对齐,形成自对准结构。
[0020] 或者,也可在所述第一透明基板和第二透明基板分别设置特定的机械结构,例如相互配合的凸块和凹槽,透过将凸块和凹槽接合,形成自对准结构。
[0021 ] 所述封装材料可包含有机硅胶、透明导热胶等材料。
[0022] 与现有技术相比,本发明的优点在于:
(1 )、本发明通过两个透明基板将LED芯片夹在中间,简化了 LED制造工艺,提高出光效率,而且还可以保护LED芯片;
(2)、两个透明基板之间的四周通过封装材料密封,可以避免封装材料被灰尘粘结和覆盖;
(3)、LED芯片电极和导电电路进行电性连接时,通过光学标记等自对准结构实现对准,避免了正装芯片的打金属线工艺,以及倒装芯片的焊晶(贴片)工艺,进一步简化了工艺,降低制造成本;
(4)透明基板的表面上还设置有椎体等微结构,或透镜等透明介质,以进一步提高器件的出光效率。
附图说明
[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024] 图1所示为本发明具体实施例中LED发光器件的结构示意图;
图2a所示为本发明具体实施例中设有LED芯片的第一透明基板的示意图;
图2b所示为本发明具体实施例中设有导电电路的第二透明基板的示意图;
图3所示为本发明具体实施例中LED发光器件的结构示意图(表面设有微结构);
图4所示为为本发明具体实施例中LED发光器件的结构示意图(表面设有球冠状或半球状透明介质)。
具体实施方式
[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0026] 参图1和图2所示,LED发光器件包括第一透明基板1和第二透明基板2,第一透明基板1和第二透明基板2相对设置,第一透明基板1和第二透明基板2之间设有复数个LED芯片3,复数个LED芯片3通过导电电路4串联连接。
[0027] 第一透明基板1和第二透明基板2的材质优选自玻璃、蓝宝石、碳化硅或有机透明体。
[0028] 导电电路4为金属电路或透明导电电路,该透明导电电路的材质优选为氧化铟锡、氧化锌、碳纳米管或石墨烯。
[0029] 进一步地,第一透明基板1和第二透明基板2之间填充有透明导热胶,并以其包裹LED芯片,同时亦可在这些透明导热胶中掺杂或包裹荧光粉。
[0030] 进一步地,第一透明基板和第二透明基板之间的夹持空间的四周通过封装材料密封,该封装材料由有机硅胶或环氧树脂等组成,其中可均匀掺杂、涂覆有荧光粉等,以实现LED芯片发射光的波长转换,且通过此种封装形式,还可使器件所发射的光具有更佳均匀性。而所述荧光粉的类型可依据实际应用之需求而选取,其获取途径亦可有多种,例如,可来源于市售途径。
[0031] 参图3所示,LED发光器件的表面上还可以设置有微结构5,通过微结构5的作用可以进一步提高出光效率。该微结构5可以为阵列设置的椎体或波纹等形状。该微结构可以仅设置于第一透明基板上、也可以仅设置于第二透明基板表面,还可以共同设置于第一透明基板和第二透明基板的表面。
[0032] 参图4所示,在其他实施例中,LED发光器件的表面还可以设置有透镜6,该透镜6优选为球冠型或半球状透明介质。透镜6优选对应设置于每个LED芯片的上下方。易于想到的是,透镜6也可以仅设置第一透明基板或第二透明基板上,每个透镜分别与一 LED芯片对应。
[0033] 结合图2a和图2b所示,本发明实施例还提供了一种LED发光器件自对准的制作方法,包括:
s1、在第一透明基板1上设置LED芯片3和光学标记7 ;
s2、在第二透明基板2上设置导电电路4和光学标记8,光学标记7和光学标记8的位置设计满足:当两者上下实现对准后,导电电路4和LED芯片的电极实现自对准; S3、将第一透明基板1和第二透明基板2相对设置,并使得光学标记7和光学标记8对准,然后将第一透明基板1和第二透明基板2通过透明导热胶进行粘合,最后通过有机硅胶等进彳T封装。
[0034] 在上述制作方法中,第一透明基板1和第二透明基板2的自对准还可以通过物理结构实现,比如第一透明基板1和第二透明基板2上对应设置有通孔,或者第一透明基板1上设置有凸点,第二透明基板2上对应设置有凹槽。
[0035] 综上所述,本发明的优点在于:
1)、本发明通过采用2个透明基板简化LED光源的制造工艺;
2)、二个透明基板将LED芯片夹在当中,边缘用有机硅胶等密封,这种做法可以改善散热性能,提高出光效率,并可以保护LED芯片;
3)、在其中一个透明基板上制造金属或透明导电电路,并使LED芯片电极与电路通过自对准结构和工艺连接,避免了正装芯片的打金属线工艺,或倒装芯片的焊晶(贴片)工艺,简化了工艺,降低了制造成本;
4 )、达到了同时改善出光效率和散热,提高可靠性,和避免有机硅胶表面易被灰尘粘结和覆盖,简化制造工艺,降低成本的几个目的。
[0036] 需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0037] 以上所述仅是本发明的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种LED发光器件,其特征在于包括相对设置的第一透明基板和第二透明基板,所述第一透明基板和第二透明基板之间安装有一个以上LED芯片,该一个以上LED芯片的电极与导电电路电性连接。
2.根据权利要求1所述的LED发光器件,其特征在于所述第一透明基板和第二透明基板之间还分布有密封材料,用于在所述第一透明基板和第二透明基板之间形成密封夹持空间,所述LED芯片设置于所述夹持空间内。
3.根据权利要求1或2所述的LED发光器件,其特征在于所述第一透明基板和第二透明基板之间还填充有透明导热胶。
4.根据权利要求1或2所述的LED发光器件,其特征在于所述导电电路设置于所述第一透明基板和第二透明基板之中的任一者上,而所述LED芯片固定连接在所述第一透明基板和第二透明基板之中的另一者上。
5.根据权利要求3所述的LED发光器件,其特征在于所述第一透明基板和第二透明基板之间分布有复数个LED芯片,该复数个LED芯片通过所述导电电路串联和/或并联。
6.根据权利要求3所述的LED发光器件,其特征在于所述第一透明基板和第二透明基板上还分别设有第一自对准部和第二自对准部,所述第一自对准部与第二自对准部配合形成自对准结构。
7.根据权利要求1、2、5、6中任一项所述的LED发光器件,其特征在于所述第一透明基板和/或第二透明基板的表面上设置有用以改善出光效率的光学微结构或透镜。
8.根据权利要求1、2、5、6中任一项所述的LED发光器件,其特征在于:所述导电电路选自金属或透明导电电路,所述透明导电电路的材质包括氧化铟锡、氧化锌、碳纳米管或石墨稀。
9.一种LED发光器件的制作方法,其特征在于包括: 在第一透明基板表面设置LED芯片; 在第二透明基板表面设置导电电路; 将第一透明基板和第二透明基板相对设置,并使所述LED芯片的电极与所述导电电路电性接触; 以及,在所述第一透明基板和第二透明基板之间施加封装材料,使所述第一透明基板和第二透明基板固定连接,并使所述LED芯片均被密封于所述第一透明基板和第二透明基板之间的夹持空间内。
10.根据权利要求9所述LED发光器件的制作方法,其特征在于所述第一透明基板上设置有复数个LED芯片,而所述第一透明基板和第二透明基板上还分别设有第一自对准部和第二自对准部,当将第一透明基板和第二透明基板相对设置,且使所述第一自对准部与第二自对准部配合形成自对准结构时,每一 LED芯片的电极均与所述导电电路上的相应位点电性接触。
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