CN202178253U - 阵列式发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种阵列式发光二极管，其以透明绝缘基板作为连接载体，以导电粘合层为连接导体，替代现有正装阵列LED中的绝缘层上跨接金属连接线设计，以连接各单体LED芯片，透明绝缘基板置顶作为出光面。本实用新型的阵列式发光二极管不存在跨接技术的短路和断路等电连接风险，具有更高的可靠性。另外，本实用新型仍为正装结构的阵列式LED，因此可以通过在蓝宝石衬底背面镀高反射率的氧化物反射器（如DBR、ODR等）来增强芯片取光效率，相比于倒装结构中的金属反射电极具有更高的反射率和取光。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发光二极管，更为具体地，涉及一种阵列式氮化镓基发光二极管。
背景技术
目前，为了满足照明应用的需求而且出于成本方面考虑，发光二极管（LED）的设计必须往大功率方向发展，解决途径有二，一是加大驱动电流，然而此法面临发光效率骤降（Droop效应）之困扰，二是采用高压阵列式设计，即HV-LED，此法在保持低电流驱动下又可简化驱动电源设计，具有明显优势。阵列式发光二极管具有多个单体的LED芯片，并且根据实际要求做适当的串联或者并联，其中，单体LED芯片之间须做完全之电隔离。以常规正装氮化镓LED为例，为了电隔离各单体LED芯片，必须蚀刻沟道至露出蓝宝石衬底，为达到串并联之效果，则须在单体LED芯片之间做桥式跨接以形成电连接线，在跨接之前还须在沟道侧壁上沉积绝缘层以防止短路。然而，因外延厚度一般有几个微米，也就是说沟道侧壁的高度一般有几个微米，如此极易导致侧壁上的电连接线出现断线和绝缘层断裂引起隔离不良形成短路，从而增加器件失效风险。虽然可以通过增加电连接线厚度和绝缘层厚度等方法予以改进，但同时也会增加额外的生产成本。另外一种方案是将各单体LED芯片倒装于布置有串并联电路的基板之上以形成倒装结构的阵列式LED，倒装结构中一般需用到金属反射电极，而金属反射电极的反射率远不如目前正装结构芯片中广泛采用的氧化物全方位反射器，所以倒装结构的阵列式LED在发光效率上低于正装结构。
实用新型内容
本实用新型的目的在于改善现有技术的缺点和局限，提供一种阵列式发光二极管。
实现上述目的的一种阵列式发光二极管结构包括：
蓝宝石衬底；
第一发光元件，其包含形成于同一平面的第一电极和第二电极，形成于蓝宝石衬底之上；
与第一发光元件电隔离之第二发光元件，其包含形成于同一平面的第一电极和第二电极，形成于蓝宝石衬底之上；
透明绝缘基板置顶作为出光面，所述透明绝缘基板通过导电粘合层与第一发光元件和第二发光元件形成粘合，并且所述导电粘合层仅电连接第一发光元件的第一电极和第二发光元件的第二电极。
优选地，所述蓝宝石衬底背面镀有一基于氧化物交替堆叠的反射镜。
优选地，所述第一发光元件和第二发光元件的侧壁有绝缘层包覆。
优选地，所述阵列式发光二极管还包含用于提供焊线的一第一发光元件的第二电极和一第二发光元件的第一电极。
本实用新型的主要特征是以透明绝缘基板作为连接载体，以导电粘合层为连接导体，替代现有正装阵列LED中的绝缘层上跨接金属连接线设计，以连接各单体LED芯片。采用本实用新型的阵列式发光二极管不存在跨接技术的短路和断路等电连接风险，具有更高的可靠性。
另外，本实用新型仍为正装结构的阵列式LED，因此可以通过在蓝宝石衬底背面镀高反射率的氧化物反射器（如DBR、ODR等）来增强芯片取光效率，相比于倒装结构中的金属反射电极具有更高的反射率和取光 。
在本实用新型当中，导电粘合层除了可以是传统的金属之外，更为优化的选择是导电胶或者是导电油墨，因为导电胶或者导电油墨可以丝印或者旋涂等方式涂覆，工艺上更为简便。考虑到加工处理的容易程度，玻璃材质是透明绝缘基板的最佳选择。 因导电粘合层是涂布于透明绝缘基板一侧，所以从理论上讲，各单体LED芯片的侧壁表面不再需要包覆绝缘层保护，但为了防止电迁移等因素影响，在粘合透明绝缘基板之前在单体LED的侧壁上沉积绝缘层可以提高器件整体的可靠性。
附图说明
图1是根据本实用新型优选实施例的阵列式发光二极管的结构示意图。
图中部件符号说明：
A：LED元件A
B：LED元件B
C：LED元件C
10：蓝宝石衬底
11：n-GaN层
12：有源层
13：p-GaN层
20：ITO层
21：N电极
22：P电极
23：SiO2层
24：DBR
30：玻璃基板
31：透明导电油墨。
具体实施方式
下面结合附图1和优选实施例对本实用新型作进一步说明。
如附图1所示，为根据本实用新型的一种阵列式发光二极管，其结构包括蓝宝石衬底10、单体LED元件A、B、C、玻璃基板30和透明导电油墨层31。
其中，支撑衬底为蓝宝石衬底10，3个单体LED元件A、B和C分立形成于蓝宝石衬底10之上。各单体LED元件至少包含n-GaN层11、有源层12、p-GaN层13、ITO层20、SiO2层23、N电极21和P电极22，其中，n-GaN层11形成于蓝宝石衬底10之上；有源层12形成于n-GaN层11之上，其材料为氮化铟镓（InGaN）；p-GaN层13形成于有源层12之上；ITO层20形成于p-GaN层13之上；N电极21形成于n-GaN层11之上；P电极22形成于ITO层20之上；SiO2层23包覆除N电极21和P电极22之外的LED元件表面。玻璃基板30通过透明导电油墨层31与各单体LED元件形成粘合，并且透明导电油墨层31仅电连接LED元件A的N电极与LED元件B的P电极，以及LED元件B的N电极与LED元件C的P电极。LED元件A的P电极和LED元件C的N电极可提供用于焊线以连接外部电路。最后，为了提高芯片取光率，在蓝宝石衬底10的背面加镀一采用TiO2/SiO2交替堆叠的分布式布拉格反射镜（DBR）24。
Claims (6)
1.一种阵列式发光二极管，包括：
蓝宝石衬底；
第一发光元件，其包含形成于同一平面的第一电极和第二电极，形成于蓝宝石衬底之上；
第二发光元件，其与第一发光元件电隔离，包含形成于同一平面的第一电极和第二电极，形成于蓝宝石衬底之上；
透明绝缘基板置顶作为出光面，所述透明绝缘基板通过导电粘合层与第一发光元件和第二发光元件形成粘合，并且所述导电粘合层仅电连接第一发光元件的第一电极和第二发光元件的第二电极。
2.根据权利要求1所述的阵列式发光二极管，其透明绝缘基板材料选自玻璃。
3.根据权利要求1所述的阵列式发光二极管，其导电粘合层的材料为导电油墨或者导电胶。
4.根据权利要求1所述的阵列式发光二极管，其蓝宝石衬底背面镀有一基于氧化物交替堆叠的反射镜。
5.根据权利要求1所述的阵列式发光二极管，其第一发光元件和第二发光元件的侧壁有绝缘层包覆。
6.根据权利要求1所述的阵列式发光二极管，其包含用于提供焊线的一第一发光元件的第二电极和一第二发光元件的第一电极。
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