[发明专利]基于对称周期的发光二极管封装方法以及LED封装体

说明书

技术领域

本发明涉及LED封装结构领域，具体涉及一种具有折射率可调的对称周期薄膜发光二极管封装方法以及LED封装体。

背景技术

LED(light emitting diode)被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长等特点。近年来，国内外对LED进行了大量的研制和推广，使得LED的得到巨大的发展。LED的内量子效率已经不成为提高LED亮度的决定性因素，如何提高外量子效率是当前研究LED的热点。商业上的LED芯片的折射率在2.4—4.0之间，而LED封装材料的折射率普遍在1.4—1.51之间。根据光的折射定理，如果芯片与封装胶之间的折射率差过大，则芯片光的出光角度会较小。因此，LED产生的光只有一小部分能通过LED封装层，大部分光会被反射回芯片。通过提高LED封装材料的折射率能有效增大LED芯片的出光角度。目前提高封装材料折射率的方法主要是往封装胶中引入一些纳米粒子，制备纳米复合封装胶。已有多种折射率超过1.6的纳米复合封装胶。

但是，随着封装胶折射率的提高，光线在封装胶/空气界面发生全反射的比例会增加。因此，单纯地增加封装材料的折射率并不能有效地提高LED的外量子效率。并且由于纳米粒子的引入，使封装胶具有光散射能力，导致纳米复合封装层厚度受到材料的散射系数的影响，进一步降低了LED的外量子效率。

申请公布号为CN 103840046A(申请号为201210486695.X)的中国发明专利申请公开了一种LED外延片及其制备方法，该LED外延片包括：图形化衬底、外延层和发射层，所述的外延层形成于所述图形化衬底的正面，所述发射层形成于所述图形化衬底的背面，所述反射层包括按照交替周期数交替形成的低折射率膜层和高折射率膜层。所述低折射率膜层的材料包括：Na₃AlF₆、SiO₂、MgF₂、LiF或LaF₃，所述高折射率膜层的材料包括：Y₂O₃、HfO₂、Ta₂O₅或TiO₂。该技术方案通过低折射率膜层和高折射率膜层交替形成的反射层将LED芯片背面的光反射到LED芯片的正面，该反射层发射效率好，从而提高出光效率。

申请公布号为CN 101740677A(申请号为200810217488.8)的中国发明专利申请公开了一种图形化衬底的GaN基LED外延片及该外延片的制备方法，该LED外延片包括衬底、及该衬底上形成的缓冲层、非掺杂本征GaN层、N型GaN层、InGaN/GaN有源层、多量子阱和P型GaN层，所述的衬底上还包括DBR反射层，该DBR反射层是由两种折射率不同的材料周期交替生长的层状结构，该层状结构的反射层在衬底上形成相间隔的至少两个图形结构。该技术方案同样是通过由两种折射率不同的材料周期交替生长的层状结构的DBR反射层来提高LED芯片背面的光反射，从而提高LED的出光效率。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种具有折射率可调的对称周期薄膜发光二极管封装方法，基于对称膜系等效原理，将纳米封装层用一个对称周期薄膜代替，减少光在LED芯片与封装材料和封装材料与空气间的光损耗，提高LED的外量子效率。

一种LED封装体，包括LED芯片以及覆盖在所述LED芯片上的封装胶体层，所述的封装胶体层由周期数为T的对称周期膜层形成，所述的对称周期膜层由高折射率封装胶层、低折射率封装胶层和高折射率封装胶层构成，其中，所述的封装胶体层的等效折射率为n，所述的封装胶体层的厚度为D，所述的低折射率封装胶层的折射率为n₁、厚度为d₁，所述的高折射率封装胶层的折射率为n₂、厚度为d₂；

所述的封装胶体层满足以下方程：

n＝(n₁×d₁+n₂×2×d₂)/d₁+2×d₂       ①；

n₂d₂＝λ₀/8         ②；

D＝T(d₁+2d₂)        ③；