Led发光结构及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体光电芯片制造技术领域，特别涉及一种LED发光结构及其制作方法。
【背景技术】
[0002]自从20世纪90年代初商业化以来，经过二十几年的发展，GaN基LED已被广泛应用于户内外显示屏、投影显示用照明光源、背光源、景观亮化照明、广告、交通指示等领域，并被誉为二十一世纪最有竞争力的新一代固体光源。近年来，在政府各种政策的激励和推动下，各种为提高LED发光亮度的技术应运而生，例如图形化衬底技术、侧壁粗化技术、DBR技术、优化电极结构、在衬底或透明导电膜上制作二维光子晶体等。其中图形化衬底技术最具成效，在2010年到2012年间，前后出现的锥状结构的干法图形化衬底和金字塔形状的湿法图形化衬底完全取代了表面平坦的蓝宝石衬底成为LED芯片的主流衬底，使LED的晶体结构和发光亮度都得到了革命性的提高。
[0003]半导体发光器件所发射的光的波长取决于所用的半导体材料的价带电子和导带电子之间的能量差的带隙，GaN材料具有较宽的能带带隙(从0.SeV到6.2eV)，所以GaN基LED可通过在GaN外延有源层生长过程中掺入不同浓度的In、Al等元素来调节GaN基LED所发射的光的波长，实现GaN基LED的能量谱连续可调，所以在单色性、色纯度、色饱和度等方面，GaN基LED可与激光相媲美。
[0004]然而与激光相比，现有的LED所发射的光的发散角远大于激光的发散角，即，激光在方向性上远好于LED，为了适应LED在不同领域的应用，有必要设计一种能出射平行光的(即发光方向性好的)LED，使其替代激光，而在相应领域更好地发挥作用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种LED发光结构及其制作方法，以解决现有的LED发光方向性较差的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种LED发光结构制作方法，包括:
[0007]提供一半球状反光体；
[0008]提供一透明固定板，所述透明固定板正面设置有LED芯片固定区，所述LED芯片固定区两侧各设置一透明导电体；
[0009]将所述半球状反光体固定于所述透明固定板的背面，将LED芯片固定于所述LED芯片固定区内并使其位于所述半球状反光体的球心上，使所述LED芯片与所述透明导电体形成电连接；
[0010]通过封装工艺在所述透明固定板的正面上方形成凸面聚光体，所述LED芯片位于所述凸面聚光体凸面的焦点上。
[0011]可选的，在所述的LED发光结构制作方法中，所述半球状反光体包括中空的半球体以及设置于所述中空的半球体内壁上的反光层。
[0012]可选的，在所述的LED发光结构制作方法中，通过蒸发、溅射或喷涂工艺在所述中空的半球体的内壁上形成反光层。
[0013]可选的，在所述的LED发光结构制作方法中，所述透明固定板的背面边缘设置有用以固定所述半球状反光体的卡槽。
[0014]可选的，在所述的LED发光结构制作方法中，所述LED芯片固定区上设置有至少一个抽气孔，通过真空吸附的方式将所述LED芯片固定于所述LED芯片固定区内。
[0015]可选的，在所述的LED发光结构制作方法中，所述透明导电体的材料为ITO或镍金合金中的一种。
[0016]可选的，在所述的LED发光结构制作方法中，通过封装工艺在所述透明固定板的正面上方形成凸面聚光体的步骤包括:
[0017]提供一圆筒形容器，所述圆筒形容器的底面为凸面；
[0018]在所述圆筒形容器中注满环氧树脂胶；
[0019]将所述透明固定板置于所述圆筒形容器上；
[0020]使所述环氧树脂胶固化；以及
[0021]取走所述圆筒形容器，固化后的环氧树脂胶作为所述凸面聚光体。
[0022]本发明还提供一种LED发光结构，包括:透明固定板、半球状反光体、LED芯片以及凸面聚光体；所述半球状反光体固定于所述透明固定板的背面，所述凸面聚光体通过封装工艺固定于所述透明固定板的正面上方；所述透明固定板正面设置有LED芯片固定区，所述LED芯片固定区两侧各设置一透明导电体，所述LED芯片固定于所述LED芯片固定区内并与所述透明导电体形成电连接，并且，所述LED芯片位于所述凸面聚光体的凸面的焦点上以及所述半球状反光体的球心上。
[0023]可选的，在所述的LED发光结构中，所述半球状反光体包括中空的半球体以及设置于所述中空的半球体内壁上的反光层。
[0024]可选的，在所述的LED发光结构中，通过蒸发、溅射或喷涂工艺在所述中空的半球体的内壁上形成反光层。
[0025]可选的，在所述的LED发光结构中，所述透明固定板的背面边缘设置有用以固定所述半球状反光体的卡槽。
[0026]可选的，在所述的LED发光结构中，所述LED芯片固定区上设置有至少一个抽气孔，通过真空吸附的方式将所述LED芯片固定于所述LED芯片固定区内。
[0027]可选的，在所述的LED发光结构中，所述透明导电体的材料为ITO或镍金合金中的一种。
[0028]可选的，在所述的LED发光结构中，通过封装工艺在所述透明固定板的正面上方形成凸面聚光体的步骤包括:
[0029]提供一圆筒形容器，所述圆筒形容器的底面为凸面；
[0030]在所述圆筒形容器中注满环氧树脂胶；
[0031]将所述透明固定板置于所述圆筒形容器上；
[0032]使所述环氧树脂胶固化；以及
[0033]取走所述圆筒形容器，固化后的环氧树脂胶作为所述凸面聚光体。
[0034]在本发明提供的LED发光结构及其制作方法中，将半球状反光体固定于透明固定板的背面，使LED芯片位于半球状反光体的球心上，并通过封装工艺在透明固定板的正面上方形成凸面聚光体，使LED芯片位于所述凸面聚光体凸面的焦点上。由于所述LED芯片位于凸面聚光体凸面的焦点上，因而其朝上发射的光变成平行光出射，并且，所述LED芯片还位于半球状反光体的球心上，因而朝下发射的光经过半球状反光体的反射后还能沿原路返回，从而汇聚于凸面聚光体的焦点上，继续传播通过凸面聚光体后也能变成平行光出射，如此，所述LED发光结构能够发射平行光或接近平行的光，在某些领域取代激光，能够更好地发挥作用。
【附图说明】
[0035]图1是本发明实施例的LED发光结构制作方法的流程示意图；
[0036]图2是本发明实施例的半球状结构的剖面示意图；
[0037]图3是本发明实施例的透明固定板的剖面示意图；
[0038]图4是本发明实施例的透明固定板的俯视示意图；
[0039]图5是本发明实施例的透明固定板与半球状结构固定后的剖面示意图；
[0040]图6是本发明实施例的LED芯片固定于透明固定板上的剖面示意图；
[0041]图7是本发明实施例的LED芯片与透明导电体电连接的剖面示意图；
[0042]图8是本发明实施例的圆筒形容器的剖面示意图；
[0043]图9是本发明实施例的圆筒形容器注满环氧树脂胶的剖面示意图；
[0044]图10是本发明实施例的透明固定板置于圆筒形容器上的剖面示意图；
[0045]图11是本发明实施例的凸面聚光体形成后的剖面示意图；
[0046]图12是本发明实施例的LED发光结构的发光示意图。
【具体实施方式】
[0047]以下结合附图和具体实施例对本发明提出的LED发光结构及其制作方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0048]请参考图1，其为本发明实施例的LED发光结构制作方法的流程示意图。如图1所示，所述LED发光结构制作方法包括:
[0049]步骤S1:提供一半球状反光体；
[0050]步骤S2:提供一透明固定板，所述透明固定板正面设置有LED芯片固定区，所述LED芯片固定区两侧各设置一透明导电体；
[0051]步骤S3:将所述半球状反光体固定于所述透明固定板的背面，将LED芯片固定于所述LED芯片固定区内并使其位于所述半球状反光体的球心上，使所述LED芯片与所述透明导电体形成电连接；
[0052]步骤S4:通过封装工艺在所述透明固定板的正面上方形成凸面聚光体，所述LED芯片位于所述凸面聚光体凸面的焦点上。
[0053]具体的，请参考图2?图11，其为本发明实施例的LED发光结构制作方法中所形成的器件结构的示意图。
[0054]首先，执行步骤SI，如图2所示，提供一半球状反光体10。所述半球状反光体10包括中空的半球体11以及设置于所述中空的半球体11内壁上的反光层12。所述中空的半球体11的材料可以为刚性材料例如铜、铝、铝合金或陶瓷等，也可以是柔性材料例如橡胶等。可通过蒸发、溅射或喷涂工艺在中空的半球体11的内壁上形成反光层12。所述反光层12可以是高反射率金属膜或DBR膜中的至少一种，所述高反射率的金属膜的材料例如为银或者铝，所述DBR膜例如为氧化硅和氧化铁材料交替生长所形成的层叠膜系结构。
[0055]接着，执行步骤S2，如图3和图4所示，提供一透明固定板30，所述透明固定板30的正面设置有若干LED芯片固定区31，所述LED芯