[发明专利]一种LED漫反射杯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED技术领域，特别是一种LED漫反射杯的制备方法。

背景技术

LED是目前使用最广泛的灯具之一，它具有节能、寿命长等优点。现有的白光LED，大多是采用蓝光芯片穿透荧光剂来实现白光效果的，这种白光LED的结构大致如下：反射杯的杯体底部固定有蓝光芯片，在反射杯的杯体内填充荧光剂；当芯片工作时发出蓝光，光线照射于反射杯的内壁上产生反射，然后进入荧光剂内，穿透荧光剂后射出的光线为白光。现有的这种白光LED，其反射杯大多为镜面反射，蓝光在穿过荧光剂时并无绕射，因此射出的白光光线并不均匀，效果不佳。此外，使用传统的硅刻蚀工艺可以在硅片上刻蚀出微槽，作为反射杯体，氧化处理之后具有很好的绝缘效果。本发明使用硅片作为反射杯体，且在高温条件下生长纳米线形成漫反射膜，较之于传统的LED反射杯，具有耐热性好、制备简单、出光效率高及易于微型化等优点。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种新型的LED漫反射杯的制备方法，使用该方法制备的漫反射杯可以使光线发生多次反射，形成绕射，从而改善出光的均匀性。

本发明提供的一种LED漫反射杯的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

第1步在清洗后的硅片上涂覆光刻胶；

第2步对光刻胶进行曝光、显影，得到光刻胶的微槽阵列；

第3步刻蚀硅片形成微槽，得到反射杯体；

第4步去除反射杯体上的光刻胶；

第5步将去除光刻胶的反射杯体加热，高温生长纳米线，形成漫反射膜覆盖在反射杯体上。

本发明的技术效果在于，由于在反射杯内壁上覆盖有用于光线漫反射的纳米结构，反射杯体直接通过刻蚀硅片得到。所以当芯片工作时，光线照射于反射杯的内壁上可以产生多次反射，从而具备均匀的发光效果。反射杯体通过刻蚀硅片直接得到，具有耐热性好、制备简单、易于微型化及适合大批量制备等优点。

附图说明

图1为硅片的截面示意图。

图2为硅片上涂覆光刻胶之后的示意图。

图3为硅片光刻胶曝光、显影之后的示意图。

图4为硅片上刻蚀出微槽作为反射杯体的结构示意图。

图5为硅片上的光刻胶被去除之后，反射杯体的结构示意图。

图6为高温处理后，反射杯体上长满纳米结构的示意图。

具体实施方式

本发明方法的关键在于高温生长纳米线，下面列举高温生长纳米线的三种不同的工艺，具体如下：

(a)直接将去除光刻胶的反射杯体放入真空管式炉，抽真空后，通入氮气与氢气的混合气体，升温至纳米线的生长温度1100-1300℃，保温2-8小时。在生长温度下，硅片与氮气发生气-固反应，生成单晶氮化硅纳米线，形成漫反射膜覆盖在反射杯体上。

(b)在去除光刻胶的反射杯体上镀一层金属薄膜，膜厚为10nm-100nm。再将其放入真空管式炉，抽真空后，通入氮气或氮气与氢气的混合气体，升温至纳米线的生长温度1000-1200℃，保温1-3小时。在生长温度下，硅片与炉中残留的氧气在金属催化剂的作用下发生反应，生成非晶的二氧化硅纳米线，形成漫反射膜覆盖在反射杯体上。

上述步骤中，所述金属在1000-1200℃温度下可以熔化形成液滴，或者与硅形成液态合金，从而催化硅与氧气发生反应，生成二氧化硅纳米线，这类金属包括：镍，铜，金，铝，镓等。

(c)对去除光刻胶的反射杯体进行喷碳处理。再将其放入真空管式炉，抽真空后，通入氮气与氢气的混合气体，升温至纳米线的生长温度1200-1300℃，保温1-4小时。在生长温度下，硅片、氮气及炉中残留的氧气在碳的作用下生成非晶的硅氧氮纳米线，形成漫反射膜覆盖在反射杯体上。

上述步骤中，氮气与氢气的混合气体中氮气的体积百分比含量为90％～98％。

以下结合实施例对本发明进一步说明。

以下所述仅为本发明的较佳实施方式，并不因此而限定本发明的保护范围。

实施例1：

(1)基片刻蚀：清洗后的(100)晶向的硅片10(见图1)用于制备反射杯体；使用匀胶机在硅片上涂覆一层光刻胶30，结构示意图如图2所示；将硅基片使用掩膜版进行对准曝光，再经过显影便在光刻胶上制作出了微槽阵列的图形，见图3；然后以剩余的光刻胶层作为掩膜，用质量浓度为40％的KOH溶液腐蚀掉露出的硅，刻蚀完成后便得到了所需形状的微槽，见图4；用丙酮擦拭刻蚀后的硅片，去除剩余的光刻胶，去除光刻胶之后的结构示意图如图5所示。