[发明专利]LED发光基片、LED芯片COB封装结构及采用该结构的LED灯

说明书

技术领域

本发明涉及LED封装结构，尤其涉及LED芯片的COB（chip-on-board）封装结构。本发明还涉及采用所述LED封装结构制成的LED芯片制作的LED灯。

背景技术

LED无疑将成为绿色照明、节电和保护环境等多方面的首选技术。但是在LED能够真正被广泛应用在各个领域之前，仍有许多需要解决的技术问题。例如LED的光引出效率需要进一步提高以适用于实际应用的要求。

LED的光引出效率与其采用的封装技术密切相关。其中COB封装技术是近期发展起来的采用比较多的一种形式。尤其是普通照明LED，LED芯片发展大多数采用这种封装。其主要原因是，普通照明要求比较高的光通性，同时LED光源要求达到一定功率，而COB封装形式既能方便地满足不同形状（如矩形、圆形、多边形等）和尺寸扩展的需求，又能够适应普通照明所需要的较大功率的需要。

常见的COB封装一般是采用铝或陶瓷基板，最近业内也有提出采用钼基板来更好地解决芯片向基板导热、散热问题，其实这是一种被动的无奈之举。因为要解决COB芯片工作热量大、实现有效的芯片热管理最积极的办法应该是实现进一步提高光子的引出效率，即：使得导入芯片的电能更多地被转换为光，而且光子能够更为高效地逸出到外层空间成为有用光源而不是变为热量。但是鉴于目前COB封装采用的基板材料以及基板现有的设计技术，其难以进一步提高光子逸出/引出的效率。

具体参见图1，其中示出了现有技术最常见的一种LED芯片的 COB封装结构。如图1所示，其中左侧是一个COB封装LED芯片100的示意图。把芯片贴装面由圆S所围的面积放大后形成右侧的COB封装芯片100的断面结构图，其中从上至下依次是：荧光粉及透明硅胶101、发光PN结102、芯片衬底103、贴装基板104。

如图1中所示，无论是采用矩形还是圆形封装，由于承载着LED芯片的贴装基板是由完全不透光材料构成，即使采用了衬底剥离技术、采用透明电极及透明固晶膏等材料，从芯片贴装基板一侧逸出的光子也不能逸出到外部空间，而是被基板表面吸收，或者发生反射、折射再次进入芯片。进入芯片后的这种光子动能通常是在芯片中经过复杂的漫射路径而被芯片吸收转换为有害的热量。

作为背景技术，有关于上述COB封装LED芯片的典型实例可以参考公开的中国专利申请CN1702862A（申请日：2005年4月20日；申请号：200510034332.2；公开日：2005年11月30日）。

发明内容

本发明旨在解决已有技术中的上述问题，从而提供一种能够提高LED的光引出效率的LED发光基片、将所述LED发光基片进行COB封装而形成的LED芯片的COB封装结构及采用该LED芯片制作的LED灯。

根据本发明的一个技术方案，提供一种LED发光基片，其包括：连接阳极的P型半导体层、连接阴极的N型半导体层以及形成在所述P型半导体层和N型半导体层之间的发光PN结层；其特征在于，其中所述的阴极是透明电极并通过导电的透明衬底层与所述的N型半导体层结合。

根据本发明的一个技术方案，提供一种实现对于上述本发明的LED发光基片进行COB封装的LED芯片封装结构，其特征在于包括：透光基板，用于承载所述一个LED发光基片或多个LED发光基片形成的LED发光基片阵列，其一侧与所述LED芯片阵列的阴极结合，另一侧与一反光结构层结合。

在本发明的优选实施例中，根据形成的COB封装的LED芯片 大小的不同，所述的透光基板的厚度选择在1mm至2mm之间，材料可以从透光的多晶氧化铝、高硼硅玻璃或高导热高分子材料中选择。并且所述的反光结构层可由金属材料层（例如铝箔、铬或镍的镀膜）或非金属材料（散热好的陶瓷粉体，如氮化硅）的涂层（例如真空镀膜）构成。并且所述的反光结构层可以是平面的，也可以具有规则凹凸起伏几何形反射面，例如斜面或锥面以及其它适合的曲面，以便有效地将所述的发光PN结层发出到达该反光结构层的光子反射到所述LED芯片的阳极一侧的外部空间。在设计上，使用的一个LED发光基片或多个LED发光基片形成的LED发光基片阵列中的每一个LED发光基片与所述的反光结构层之间有着确定的几何对应关系，例如每一个LED发光基片对应一个反射面结构，例如一个反射锥面；或LED发光基片阵列中的每一行/列LED发光基片对应一个反射面结构，例如一个反射斜面。