[实用新型]高出光效率的LED发光二极管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高出光效率的LED发光二极管，属于电子发光器件技术领域。

背景技术

在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，LED光源因具有节能、环保、长寿命、安全、响应快、体积小、色彩丰富、可控等系列独特优点，被认为是节电降耗的最佳实现途径。随着1998年发白光的LED发光二极管开发成功，LED发光二极管被视为未来最具有潜力的照明光源，目前国际间均积极投入研发，LED发光二极管照明时代的序幕正渐渐升起。

现今LED发光二极管亮度不够、功率有限，一般只用于灯箱、广告牌、标志、指示牌、指示灯以及低亮度的照明灯。现在常规的LED发光二极管是由LED发光芯片、电极金线、支架和一层透明罩构成，LED发光芯片与透明罩之间还充填透明树脂，发光芯片和透明树脂直接接触。由于LED发光芯片的光折射率和透明树脂的光折射率对比较大，LED发光芯片和透明树脂直接接触影响了LED发光二极管出光效率。因LED发光二极管的面光源系统比较复杂，要考虑各点相对于边界的位置等，为了简化，计算时考虑点光源系统，据国外某杂志上的

一篇关于四元LED发光芯片上的点光源在单个面上的出光效率的示意图，他们得出点光源单个面上的出光效率为4％-5％。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高出光效率的LED发光二极管，克服现有LED发光二极管因其LED发光芯片的光折射率和透明树脂的光折射率对比较大而导致出光效率降低的缺点，实现不仅可以提高同功率下的LED发光二极管的亮度，而且由于出光效率的提高可减少光子的热转化，从而减少芯片的热效应，减轻LED发光二极管的热负荷。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种高出光效率的LED发光二极管，包括支架、LED发光芯片、LED发光芯片与支架之间的焊料、连接LED发光芯片的电极金线、罩盖LED发光芯片和部分支架的透明罩、透明罩内充填的透明树脂，其特征是在LED发光芯片上与透明树脂间设置透明过渡介质层。

透明过渡介质层为经等离子增强化学气相淀积法在LED发光芯片平面上生成的SiN_x层。

透明过渡介质层的光折射率介于LED发光芯片与透明树脂光折射率。

本实用新型是对现有LED发光二极管结构的改进，通过在LED发光芯片与透明树脂间设置光折射率介于其二者之间的透明过渡介质层，这种结构的改变一方面提高了芯片出光效率，有利于实现LED发光二极管的高亮度，选择适当的介质层后，能最大提高到8.14％；同时，由于出光效率的提高减少了光子的热转化，从而减少了芯片的热效应，减轻了LED发光二极管的热负荷，本实用新型结构简单，同功率LED发光二极管相比，出光效率提高显著，极具竞争力，具有显著的经济效益和社会效益，可替代现有LED发光二极管。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型透明罩内放大结构示意图；

图中，1透明罩，2透明树脂，3支架，4焊料，5LED发光芯片，6过渡介质层，7电极金线。

结合附图和实施例进一步说明本实用新型，本实用新型由透明罩1、透明树脂2、支架3、焊料4、LED发光芯片5、过渡介质层6和电极金线7构成，连接电极金线7的LED发光芯片5经焊料4固于支架3上，透明罩1罩盖LED发光芯片5和部分支架3，透明罩1内充填透明树脂2，透明过渡介质层6设置在LED发光芯片5与透明树脂2间，透明过渡介质层6通过PECVD，即等离子增强化学气相淀积法，在LED发光芯片5平面上生成一层一定厚度的SiN_x；透明过渡介质层6的光折射率介于LED发光芯片5与透明树脂2光折射率；过渡介质层6的光折射率为LED发光芯片5光折射率和透明树脂2光折射率的乘积的开二次方。以发光颜色为红色和黄色的LED发光芯片5为例，LED发光芯片5透光层(GaP)光折射率为3.4，透明树脂2光折射率为1.5，中间生长的透明过渡介质层6光折射率为2.26时，能最大提高LED发光芯片出光效率8.14％。