[发明专利]一种用于提高LED出光效率工艺

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种用于提高LED芯片出光效率及防止干扰光的薄膜和薄膜制备方法。 

技术背景

半导体照明产业在全球已经兴起。在国家中长期科技规划战略研讨会议上，已将“新世纪照明工程”推荐为重大项目，发展半导体照明工程已经到了新时期。现在功率型白光LED的光效100～120lm/W，而真正能够取代白炽灯和荧光灯进入通用照明市场，其光效还有待提高。这一方面要求在芯片的制作上不断提高LED的量子效率，同时还要求在LED的封装及灯具的设计制作过程中尽可能提高出光效率。现有的LED出光效率低的原因之一是，LED芯片的折射率较高，LED发出的光在出射芯片的时候，有相当一部分光被芯片与外界(环氧树脂)的界面反射，因此导致LED芯片光的损失。蓝光芯片激发黄色荧光粉使荧光粉发出黄光，芯片吸收黄光光子，会使芯片发出杂光。 

发明内容

为了克服上述缺点，本发明提出一种用于提高LED出光效率及防止干扰光的薄膜，该薄膜可以减少蓝光自LED芯片发出时的反射，提高LED芯片的出光效率；及防止荧光粉发出的黄光进入芯片，镀一层对黄光全反射膜。其基本原理是：LED芯片材料折射率很高，在可见光折射率达到3.6，如果芯片发出的光直接出射，则由于界面反射，损失的光能有： 

R=(3.6-13.6+1)2=31.9%;]]>

已有技术的LED结构是在LED芯片外面用硅胶封装，但该做法依然会让20％的光能损失，计算结果如下： 

界面一：硅胶、LED芯片； 

硅胶的折射率在可见光是1.54，因此该界面的反射率是： 

界面二：硅胶、空气； 

R=(1.54-11.54+1)2=4.7%]]>

因此，LED芯片发出的光经过两个界面反射后，光强变为 

T₁＝(1-16％)(1-4.7％)＝80.05％ 

本发明是在LED芯片外镀两层TiO₂薄膜，(光学厚度对蓝光来说是蓝光波长的四分之一倍；对黄光来说制作一定厚度的薄膜使黄光通过薄膜全部反射，无透射黄光。而且对蓝光透射率很高)，然后再加硅胶封装。经过本发明处理后，LED出光效率可提高9％。下面进行该结构光能透射率的计算。 

界面一：TiO₂、LED芯片； 

TiO₂的折射率在可见光是2.2，因此该界面蓝光出射时的反射系数为 

R=(3.6-2.23.6+2.2)2=5.8%]]>

界面二：硅胶、TiO₂；该界面对蓝光的反射系数为