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发光二极管及发光装置的制作方法

2022-07-10 09:59:43 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及发光二极管技术领域,特别涉及一种具有大出光角度的发光二极管及发光装置。


背景技术:

2.发光二极管(light emitting diode,简称led)为半导体发光元件,通常是由如gan、gaas、gap、gaasp等半导体制成,其核心是具有发光特性的pn结,在正向电压下,电子由n区注入p区,空穴由p区注入n区,进入对方区域的少数载流子一部分与多数载流子复合而发光。发光二极管具有成本低、光效高、节能环保等优点,被广泛应用于照明、可见光通信及发光显示等场景。
3.对于背光应用,mini led一般是采用直下式背光设计,通过大数量的密布,从而实现更小范围内的区域调光,相对于传统的背光设计,其能在更小的混光距离内实现更好的亮度均匀性、更高对比度,且不需要额外透镜二次配光,从而实现终端产品更薄、高显色性和省电。
4.就达到相同的混光效果以及发光均匀性而言,使用无大角度发光的mini led芯片需要芯片排布更为紧密,使用的芯片数量较多;使用大角度发光的mini led芯片的话,芯片排布则会相对稀疏,使用的芯片数量较少。因此,使用大角度发光的mini led芯片可极大降低背光显示装置中使用的mini led的颗粒数,降低了背光显示装置的成本。
5.为了保证led芯片大角度发光,目前led芯片是采用在倒装led芯片的衬底出光面蒸镀金属、dbr等全角反射层来控制光从芯片的侧边出射,以增大芯片的发光角度。此种方式虽然可以实现光从芯片的侧边出射,但由于芯片侧边出射的光在各个方向都存在,出光极致角度不够大,以致于无法满足均匀性需求。例如:图9、图10所示,在现有的大角度出光的led芯片中,衬底双侧的dbr反射层对于任意入射角的光线均为高反射率特性,其侧向极致出光的夹角在90
°
左右,侧向极致光的光强与轴向光的光强比值约为2,该侧向出光角度无法满足市场需求。


技术实现要素:

6.本发明提供一种发光二极管,其包括外延层、第一绝缘反射层以及第二绝缘反射层。
7.外延层包括依次堆叠的第一半导体层、用于发出光线的发光层以及第二半导体层,并具有相对的第一表面与第二表面。第一绝缘反射层设置于外延层的第一表面。第二绝缘反射层设置于外延层的第二表面。其中,第一绝缘反射层对于具有第一入射角的光线的反射率低于第二绝缘反射层对于具有第三入射角光线的反射率,第一入射角介于0~10
°
,第三入射角介于0~10
°

8.本发明还提供一种发光二极管,其包括外延层以及第一绝缘反射层。
9.外延层包括依次堆叠的第一半导体层、用于发出光线的发光层以及第二半导体
层,并具有相对的第一表面与第二表面。第一绝缘反射层设置于外延层的第一表面。其中,第一绝缘反射层对于具有第一入射角的光线的反射率低于90%,第一入射角介于0~10
°

10.本发明还提供一种发光二极管,其包括外延层以及第一绝缘反射层。
11.外延层包括依次堆叠的第一半导体层、用于发出光线的发光层以及第二半导体层,并具有相对的第一表面与第二表面。第一绝缘反射层设置于外延层的第一表面。其中,第一绝缘反射层对于具有第一入射角的光线的反射率低于第一绝缘反射层对于具有第二入射角的光线的反射率,第一入射角小于第二入射角。在一实施例中,第一入射角介于0~10
°
,第二入射角介于60~90
°

12.在一实施例中,第一绝缘反射层对于具有第一入射角的光线的反射率低于90%,第一绝缘反射层对于具有第二入射角的光线的反射率至少为90%,第二入射角大于第一入射角,且第二入射角介于60~90
°

13.在一实施例中,第一绝缘反射层对于具有第二入射角的光线的反射率高于第二绝缘反射层对于具有第四入射角的光线的反射率,第二入射角和第四入射角介于60~80
°

14.在一实施例中,发光层发出的光线的中心辐射波长介于430~460纳米。
15.在一实施例中,第二绝缘反射层对于具有第三入射角的光线的反射率至少为90%。
16.在一实施例中,第二绝缘反射层对于具有第四入射角的光线的反射率低于90%,第四入射角介于60~80
°

17.在一实施例中,第一绝缘反射层与第二绝缘反射层均包括低折射率材料层与高折射率材料层重复堆叠形成的多层结构。
18.在一实施例中,第一绝缘反射层的厚度小于等于4微米,第二绝缘反射层的厚度小于等于3微米。
19.在一实施例中,第一绝缘反射层对于具有第二入射角的光线的反射率高于第一绝缘反射层对于具有第一入射角的光线的反射率,第二入射角大于第一入射角,第二入射角介于60~90
°

20.在一实施例中,第一绝缘反射层对于具有第一入射角的光线的反射率低于90%,第一绝缘反射层对于具有第二入射角的光线的反射率至少为90%。
21.在一实施例中,发光二极管还包括第二绝缘反射层,第二绝缘反射层设置于外延层的第二表面侧。
22.在一实施例中,第二绝缘反射层对于具有第三入射角的光线的反射率至少为90%,第三入射角介于0~20
°
。较佳的,第三入射角是介于0~10
°

23.在一实施例中,第二绝缘反射层对于具有第四入射角的光线的反射率低于90%,第四入射角介于60~80
°

24.在一实施例中,第一绝缘反射层对于具有第一入射角的光线的反射率低于90%,第一绝缘反射层对于具有第二入射角的光线的反射率至少为90%。
25.在一实施例中,发光二极管还包括第二绝缘反射层,设置于外延层的第二表面,其中,第二绝缘反射层对于具有第三入射角的光线的反射率高于第二绝缘反射层对于具有第四入射角的光线的反射率,第三入射角小于第四入射角,第三入射角介于0~20
°
,第四入射角介于60~80
°

photometer)测试出来的光分布曲线图;
44.图11是本发明又一实施例提供的正装发光二极管的结构示意图。
45.附图标记:
46.1、5-发光二极管;12-衬底;14-外延层;141-第一半导体层;142-发光层;143-第二半导体层;144-第一表面;145-第二表面;16-第一绝缘反射层;161-第一开口;162-第二开口;18-第二绝缘反射层;181-中间区域;182-周边区域;21-第一电极;22-第二电极;31-第一焊盘;32-第二焊盘;a-第一入射角;b-第二入射角;c-第三入射角;d-第四入射角。
具体实施方式
47.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例;下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合;基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
48.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、或以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。另外,术语“包括”及其任何变形,皆为“至少包含”的意思。
49.在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸的连接,或一体成型的连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
50.这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指,否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是,这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在,而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
51.请参阅图1,图1是本发明一实施例提供的发光二极管1的结构示意图。为达优点至少其中之一或其他优点,本发明的一实施例提供一种发光二极管1。如图中所示,发光二极管1包括外延层14、第一绝缘反射层16以及第二绝缘反射层18。
52.透光衬底12位于外延层14与第二绝缘反射层18之间。外延层14设置在透光衬底12上,其包括由下至上依次堆叠的第一半导体层141、发光层142以及第二半导体层143,并具有相对的第一表面144与第二表面145。透光衬底12可为透明性衬底或者半透明衬底,其中
透明性衬底或者半透明衬底可以允许发光层142辐射出的光穿过透光衬底12到达透光衬底12的远离外延层14的一侧,例如透光衬底12可以是蓝宝石平片衬底、蓝宝石图形化衬底、硅衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底、玻璃衬底中的任意一种。优选的,所述的透光衬底12是蓝宝石图形化衬底。发光二极管1主要通过透光衬底12的侧边射出光线。所述透光衬底12的厚度可为60~150微米。
53.在本实施例中,所述第一表面144是指第二半导体层143背离发光层142的一侧,第二表面145是指第一半导体层141背离发光层142的一侧,换言之,第一表面144与第二表面145分别是对应于图1中的外延层14的下侧与上侧。
54.第一半导体层141形成于透光衬底12上,作为在透光衬底12上生长的层,可以是掺杂了n型杂质,例如si的氮化镓类半导体层。在一些实施例中,在第一半导体层141与透光衬底12之间设置还可插入未掺杂的缓冲层,以起到缓冲作用,避免因为第一半导体层141与透光衬底12之间的晶格差异较大而引起的半导体层质量差的问题。在另一些实施例,外延层14还可以通过粘结层与透光衬底12进行连结。
55.发光层142可以为量子阱结构(quantum well,简称qw)。在其他实施例中,发光层142可以为多重量子阱结构(multiple quantum well,简称mqw),其中多重量子阱结构包括以重复的方式交替设置的多个量子阱层(well)和多个量子阻障层(barrier)。
56.此外,发光层142内的阱层的组成以及厚度决定生成的光的波长。特别是,通过调节阱层的组成可以提供生成蓝色光、绿色光等不同色光的发光层142。在一实施例中,作为背光显示运用的发光元件,所述的发光层142发出的光线呈现蓝光,中心辐射波长介于430~460微米。
57.第二半导体层143可以是掺杂了p型杂质,例如mg的氮化镓类半导体层。虽然第一半导体层141与第二半导体层143分别可以是单层结构,但本案不限于此,第一半导体层141与第二半导体层143也可以是多重层,还可以包括超晶格层。此外,在第一半导体层141是掺杂了p型杂质的情况下,第二半导体层143可以是掺杂n型杂质。
58.第一绝缘反射层16与第二绝缘反射层18分别设置于外延层14的第一表面144与第二表面145。第一绝缘反射层16与第二绝缘反射层18均包括分布式布拉格反射层(distributed bragg reflectors,简称dbr)。dbr反射层(分布式布拉格反射层)是将不同折射率的薄膜交互周期性的堆叠在一起形成,也就是高折射率材料和低折射率材料交替排列组成的周期性薄膜。通过调整构成dbr反射层的各个膜的折射率、厚度及其堆叠数量,可以实现dbr反射层针对不同入射角度的光线而具有不同的透射率与反射率。换言之,第一绝缘反射层16与第二绝缘反射层18可以是包括低折射率材料层与高折射率材料层重复堆叠形成的多层结构,使得第一绝缘反射层16与第二绝缘反射层18可根据光线的入射角度的变化而具有不同的透射率与反射率。
59.在现有技术中,第一绝缘层的作用是将外延层辐射至第一表面侧的光反射回去,并让光主要从透光衬底的侧面辐射出去。第二绝缘层的作用是为了降低衬底正面小角度出光的比例,增加侧面大角度出光的比例。然而现有技术中,并没有考虑到可以通过第一绝缘层与第二绝缘层对不同角度的光的选择性的调整,从而提升芯片的最终出光角度范围,即增加侧向光的光强占比,从而提升出光均匀性。基于此,本发明提供了如下的设计,通过调整第一绝缘反射层与第二绝缘反射层对发光层142在通电情况下产生的光线以及辐射至第
一绝缘反射层、第二绝缘反射层的表面的光线的反射率,来达到本发明的目的。具体来说:
60.如图2所示,对于具有小角度入射至第一绝缘反射层16表面的光线,即定义为具有第一入射角a的光线,降低第一绝缘反射层16的反射率,也就是提升第一绝缘反射层16对于具有第一入射角a的光线的透射率。由此实现第一绝缘反射层16对较小入射角的光线进行至少一部分比例的透射,来减少从第二绝缘反射层18表面出射小角度的光,增大大角度光线的出光比例。
61.较佳的,第一绝缘反射层16对于具有第一入射角a的光线的反射率低于90%,更优的,第一绝缘反射层16反射率介于50%~90%,反射率太低会导致亮度损失,更佳的是反射率介于60~70%、70~80%或者80~90%。
62.优选的,第一入射角a的范围是选择至0~10
°
,可以包括0
°
的垂直入射的轴向光以及0~10
°
范围内的大于0
°
且小于等于10
°
的小角度的光。相对于传统的绝缘反射层而言,第一绝缘反射层16对入射角为0~10
°
范围的光具有更低的反射率。
63.优选的,第二绝缘反射层18是对小入射角的光线(包括垂直入射的光)进行有效反射,由此,可以降低从第二绝缘反射层18表面出射小角度的光比例,增大大角度光线的出光比例。定义射至第二绝缘反射层18的表面的小入射角的光线为具有第三入射角c的光线。优选的,第二绝缘反射层18对于具有第三入射角c的光线的反射率较高,较佳的,其反射率至少为90%,例如90~100%,例如95%、96%、97%、98%或者99%。
64.较佳的,第三入射角c介于0~20
°
。意即,第二绝缘反射层18对0
°
的垂直入射的轴向光以及0~20
°
范围内的大于0
°
且小于等于20
°
的小角度的光具有高反射率,此反射率至少为90%。较佳的,例如90~100%,例如95%、96%、97%、98%或者99%。也就是说,第一绝缘反射层16对于具有第一入射角a的光线的反射率是低于第二绝缘反射层18对于具有第三入射角c的光线的反射率,第一入射角a介于0~10
°
,第三入射角c介于0~20
°
。更佳的,第三入射角c是介于0~10
°

65.较佳的,至少在一个小角度的范围内,第一入射角a和第三入射角c都是0~10
°
范围内的任意角进行比较,第一绝缘反射层16的反射率低于第二绝缘反射层18的反射率;或者更佳的,是在第一入射角a等于第三入射角c情况下进行比较,第一绝缘反射层16的反射率低于第二绝缘反射层18的反射率。
66.更优选的,对于大角度入射至第一绝缘反射层16表面的光线而言,第一绝缘反射层16的反射率维持传统的绝缘反射层的特性,反射率较高,如反射率高于90%。通过第一绝缘反射层16对较大入射角的光线进行反射,反射至所述第一表面144侧或者反射至所述衬底12的侧面,从而出光,可以提升大角度出光的光强占比,并且保证整个发光二极管1的整体亮度。
67.对于第一绝缘反射层16而言,大角度入射的光线定义为具有第二入射角b的光线,其中所述第一入射角a小于第二入射角b,意即具有第一入射角a的光线是小角度光,具有第二入射角b的光线是大角度光。
68.较佳的,对于具有第二入射角b的光,第一绝缘反射层16的反射率至少为90%。更佳的,第二入射角b介于60~90
°

69.更优选的,第二绝缘反射层18位于第二表面145侧,定义射至第二绝缘反射层18的表面的大入射角的光线为具有第四入射角d的光线,所述第四入射角d大于第三入射角c,意
即具有第三入射角c的光线是小角度光,具有第四入射角d的光线是大角度光。第二绝缘反射层18对于具有第三入射角c的光线的反射率较高,较佳的,其反射率至少为90%。
70.更优选的,第一绝缘反射层16对于具有第二入射角b的光线的反射率高于第二绝缘反射层18对于具有第四入射角d的光线的反射率。更优选的,第一绝缘反射层16对于具有第一入射角a的光线的反射率低于第一绝缘反射层16对于具有第二入射角b的光线的反射率。
71.更优选的,第二绝缘反射层18对于大角度光线的反射率较低,也就是提升第二绝缘反射层18对于具有第四入射角d的光线的透射率,例如第二绝缘反射层18对于具有第四入射角d的光线的反射率高于90%,从而降低大角度光线的出光路径长度,提升大角度光线的直接出光的比例(使得大角度光线直接由第二绝缘反射层18面射出),从而提高发光二极管1的整体亮度,较佳的,第四入射角d大于第二入射角b,第四入射角d介于60~80
°
。第二绝缘反射层18对于具有第四入射角d的光线的反射率可以为95%、96%、97%、98%或者99%。
72.整体来说,该发光二极管1在接近竖直方向上的出光量减少,在接近水平方向上的大角度出光量比例得到增加。最终,该发光二极管1从侧面射出的光线角度范围得到了提升,增大发光二极管1的出光极致角度。此外,还可通过第二绝缘反射层18对大角度的光进行透射,从而避免光线在内部被双侧的dbr反射层来回反射,减少了内部光损失。
73.需要说明的是,对于第二绝缘反射层18来说,在垂直方向和水平方向之间的0~90
°
入射角的光,对于介于第三入射角c和第四入射角d之间的入射角的光,例如10~60
°
的光线,第二绝缘反射层18可具有高于90%的反射率,也可以具有低于90%的反射率。第二绝缘反射层18可根据实际发光二极管1的亮度需求或者出射光的角度范围需求进行优化调整。如,所述的第三入射角c的范围可以超过20
°
,例如选择自0~30
°
或者0~40
°
,较佳的,所述的第三入射角c的范围不超过50
°

74.同理,对于第一绝缘反射层16来说,在垂直方向和水平方向之间的0~90
°
入射角的光,对于介于第一入射角a和第二入射角b之间的光,例如10~60
°
的光线,第一绝缘反射层16可具有高于90%的反射率,也可以具有低于90%的反射率。但不限于此,所述的第一入射角a的范围也可以超过10
°
,例如选择自0~20
°
、0~30
°
或者0~40
°
,较佳的,所述的第一入射角a的范围不超过50
°
。第一绝缘反射层18亦可根据实际发光二极管1的亮度需求或者出射光的角度范围需求进行优化调整。
75.作为一个较佳的实施方式,如图2所示,基于光亮度的要求,不管是对于小角度的光线还是对于大角度的光线,第一绝缘反射层16的反射率都不能太低,由此会造成光损失严重,较佳的,第一绝缘反射层16的反射率高于第一绝缘反射层16的透射率,或者第一绝缘反射层16对于任意角度光线的反射率都超过50%。
76.作为一个较佳的实施方式,如图2所示,基于光亮度需求,第一绝缘反射层16对于具有第一入射角a的反射率低于第一绝缘反射层16对于具有第二入射角b的反射率。
77.通过上述实施方式,第一绝缘反射层16对较小入射角的光线进行部分透射,第一绝缘反射层16对较大入射角的光线进行反射,来增大大角度出光比例。第二绝缘反射层18是对较小入射角的光线进行反射,将更多的光线反射至第一绝缘反射层16,降低小角度的光从衬底12的正上方直接出射的比例,第二绝缘反射层16还对较大入射角的光线进行透射,进一步增大侧向出光角度与出光量。最终增加发光二极管1的侧面出光量,增大发光二
极管1的侧面出光角度。
78.较佳的,对于具有第三入射角c的光线,第二绝缘反射层18的反射率高于第二绝缘反射层18的透射率。对于具有第四入射角d的光线,第二绝缘反射层18的反射率可低于第二绝缘反射层18的透射率。
79.较佳的,至少在一个大角度的范围内,第二入射角b和第四入射角d都是60~80
°
范围内的任意角进行比较,第一绝缘反射层16的反射率低于第二绝缘反射层18的反射率;或者更佳的,是在第二入射角b和第四入射角d介于60~80
°
情况下进行比较,第一绝缘反射层16的反射率高于第二绝缘反射层18的反射率。
80.在一实施例中,如图3中所示,第二绝缘反射层18具有相对的中间区域181和周边区域182。对于具有第二入射角b的光线,中间区域181的第二绝缘反射层18的透射率低于周边区域182的第二绝缘反射层18的透射率,进而让更多的光线从发光二极管1的侧面射出,增大发光二极管1的侧面出光角度与侧面出光量。具体来说,可以通过改变第二绝缘反射层18的中间区域181的厚度与周边区域182的厚度,实现中间区域181的透射率低于周边区域182的透射率;还可通过对第二绝缘反射层18进行图形化处理来实现中间区域181的透射率低于周边区域182的透射率。
81.在一实施例中,如图1、图3中所示,发光二极管1还可包括第一电极21、第二电极22、第一焊盘31与第二焊盘32。第一绝缘反射层16开设有第一开口161和第二开口162。第一电极21与第二电极22设置于外延层14的第一表面144。第一电极21电连接于第一半导体层141,第一焊盘31通过第一开口161电连接于第一电极21。第二电极22电连接于第二半导体层143,第二焊盘32通过第二开口162电连接于第二电极22。
82.第一电极21与第二电极22可包括反射性金属。例如,第一电极21可包括诸如银(ag)、镍(ni)、铝(al)、铬(cr)、铑(rh)、钯(pd)、铱(ir)、钌(ru)、镁(mg)、锌(zn)、铂(pt)或者金(au)的材料,并且可具有单层的结构或者可具有包括两层或更多层的结构。第二电极22可包括铝(al)、金(au)、铬(cr)、镍(ni)、钛(ti)和锡(sn)中的至少一个。
83.第一焊盘31与第二焊盘32可包括au、ag、al、ti、w、cu、sn、ni、pt、cr、nisn、tiw、ausn或其共晶金属。第一焊盘31和第二焊盘32可在同一工艺中利用相同材料一并形成,因此可具有相同的层构造。
84.在一实施例中,如图4所示的反射效果,第一绝缘反射层16对于具有小角度入射的光线,即具有第一入射角a的光线的反射率低于90%,第一入射角a介于0~10
°
,较佳的,第一绝缘反射层16对于入射角小于等于30
°
的光线的反射率介于80%~90%。第一绝缘反射层16对于具有大角度入射的光线,即具有第二入射角b的光线的反射率高于90%,第二入射角b介于60~90
°
,较优的,第一绝缘反射层16对于入射角大于等于60
°
的光线的反射率高于95%。第二绝缘反射层18对于具有第三入射角c的光线的反射率高于90%,较优的,第二绝缘反射层18对于入射角大于等于0
°
且小于等于20
°
的光线的反射率高于95%;第二绝缘反射层18对于具有第四入射角d的光线的反射率低于90%,较优的,第二绝缘反射层18对于入射角大于等于60
°
且小于等于80
°
的光线的反射率低于90%。整体来说,第一绝缘反射层16是对小角度入射光具有较低反射率,对大角度入射光具有较高反射率,第二绝缘反射层18是对小角度入射光具有较高反射率,对大角度入射光具有较低反射率,进而提升了发光二极管1的侧面出光角度,增大发光二极管1的出光极致角度。
85.在一实施例中,如图5、图6所示,为保证第一绝缘反射层16与第二绝缘反射层18可根据不同入射角具有不同的透射率与反射率,第一绝缘反射层16与第二绝缘反射层18的堆叠数量可设计为小于一般dbr反射层的堆叠数量,并且厚度比一般dbr反射层的厚度更薄。例如,可通过将各个介电膜(氧化硅或氧化钛)反复地堆叠5到15次来形成dbr反射层。
86.较佳的,如图5所示,由于改进第一绝缘反射层16(通常厚度是2~3微米,对数是15~20对)设计,第一绝缘反射层16对于小角度光线的反射率具有降低的效果,因此第一绝缘反射层16的厚度相对于传统dbr反射层的厚度可以降低,第一绝缘反射层16的厚度可以介于4微米及以下,即第一绝缘反射层16的厚度可小于等于4微米,介电膜的对数可以降低至12对及以下。
87.较佳的,如图6所示,第二绝缘反射层18的厚度可以介于3微米及以下,即第二绝缘反射层18的厚度可小于等于3微米,介质层对的对数为5~15对,第一绝缘反射层16厚于第二绝缘反射层18,并且第一绝缘反射层16的对数多于第二绝缘反射层18。通过光学厚度设计的dbr反射层结构(即第一绝缘反射层16与第二绝缘反射层18),可以让第一绝缘反射层16与第二绝缘反射层18对于不同入射角度光线具有不同的反射率与透射率。
88.在一实施例中,如图7所示,借由第一绝缘反射层16与第二绝缘反射层18对于不同入射角度光线的选择性反射的设置,侧向极致出光的夹角在120
°
左右,侧向极致光的光强与轴向光的光强比值约为3.3,使得大量的光线从侧面发光二极管1的侧面射出,增大侧面出光角以及出光极致角度,进而使得发光二极管1发出的光所形成的的光分布呈蝙蝠翼形状。
89.在一实施例中,如图8所示的反射效果,仅通过第一绝缘反射层16对于不同入射角的光线具有不同反射率的方式亦可有效提升发光二极管的侧面出光角度,增大发光二极管的出光极致角度。具体来说,第一绝缘反射层16对于具有第一入射角a的光线的反射率低于90%,较优的,第一绝缘反射层16对于入射角小于等于10
°
的光线的反射率介于80%~90%;第一绝缘反射层16对于具有第二入射角b的光线的反射率高于90%,较优的,第一绝缘反射层16对于入射角大于等于60
°
的光线的反射率高于95%。第二绝缘反射层18则是对于具有任意入射角的光线均保持高反射率,其反射率可以是高于95%,较优的,第二绝缘反射层18的反射率接近100%。借由第一绝缘反射层16对小角度入射光具有较低反射率,对大角度入射光具有较高反射率,第二绝缘反射层18的高反射率特性,可以提升发光二极管的侧面出光角度,增大发光二极管的出光极致角度。需要注意的是,由于图8所示的第一绝缘反射层16与第二绝缘反射层18对于较大入射角的反射率都接近百分百,因此在图示中的线段后半部分发生了重叠。此外,该实施例中的侧向极致出光的夹角在115
°
左右,侧向极致光的光强与轴向光的光强比值约为2.5。
90.补充说明的是,第一绝缘反射层16与第二绝缘反射层18并不限于dbr反射层,亦可是其它能够依据不同入射角具有不同反射率和透射率的反射性结构。
91.本发明的一实施例还可提供一种发光装置,该发光装置采用上述任意实施例提供的发光二极管1,其具体结构与技术效果不再赘述。
92.较佳的,发光二极管1可应用于直下式背光显示领域,小尺寸的倒装发光二极管1以数百颗或者数千颗或者数万颗的数量集成并且以覆晶式的方式(例如通过锡膏或者发光二极管1本身的焊盘电极具有的锡元素连接基板)安装在应用基板或者封装基板上,形成背
光显示装置的发光光源部分。所述的小尺寸可以是面积小于90000平方微米的miniled芯片。
93.综上所述,本发明提供的一种发光二极管1及发光装置,通过第一绝缘反射层16与第二绝缘反射层18对于不同入射光线的选择性反射的设置,可减少发光二极管1的轴向出光,增加发光二极管1的侧向出光,提升发光二极管1的侧面出光角度,增大发光二极管1的出光极致角度,满足市场需求。
94.此外,作为一个替代性的实施例,如图11所示,发光二极管5也可以是常规尺寸的正装发光二极管5,其为面积大于90000平方微米的miniled发光二极管,其与图1所示的倒装结构的发光二极管1比较,正装发光二极管5的透光衬底12是位于第一绝缘反射层16和外延层14之间。并且,由于是正装发光二极管5,无需再设置第一焊盘31与第二焊盘32。通过第一开口161与第二开口162分别露出第一电极21与第二电极22,以便后续制程中导线连接。较佳的,正装结构的发光二极管5可应用于直下式背光显示领域或者侧入式背光显示领域,常规尺寸的正装发光二极管以数十颗或者数百颗的数量集成式的(打线的方式,例如金线)安装在应用基板或者封装基板上,形成背光显示装置的发光光源部分。
95.需要说明的是,本发明的关于反射率曲线均是通过如下方法获得:以玻璃基板(bk7玻璃代替外延层结构)作为介质,玻璃基板的厚度是1mm,在玻璃基板一侧镀氧化钛膜和氧化硅膜作为高折射率和低折射率膜交替形成的绝缘反射膜作为测试对象,反射率测试仪提供发光波长为444nm(以发光二极管辐射的中心波长)的光源,光源辐射的光从玻璃基板入射并到达玻璃基板与绝缘反射膜的界面再被绝缘反射膜反射并射出玻璃基板被收集,反射率测试仪测试出绝缘反射膜的光反射率。绝缘反射层的反射率也可以利用光学薄膜分析与设计软件获得,例如名字为essential macleod(麦克劳徳)的软件。
96.另外,本领域技术人员应当理解,尽管现有技术中存在许多问题,但是,本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进,而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解,对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
97.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
再多了解一些

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