[实用新型]一种发光角度可控的LED倒装芯片及其电子设备

说明书

本实用新型提供一种发光角度可控的LED倒装芯片及其电子设备，包括衬底、N型层、发光层和P型层，由衬底起自上至下依次层状叠加的设置有N型层、发光层和P型层，并在P型层上设有P电极，在N型层上设有N电极，发光时光线直接从平整的衬底背面出射；所述衬底的背部表面采用激光烧蚀形成单个或多个大小及形状一致且采用阵列排布的通过折射实现出光角度可控改变的塑形凹陷槽；当光线经过衬底表面的凹槽向空气传播时，因发生折射现象进而改变出光角度的，通过折射即可实现出光角度改变，进而来改变出光角度。

【技术领域】

本发明涉及半导体光电芯片技术领域，尤其涉及一种发光角度可控的LED 倒装芯片。

【背景技术】

通常，发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)是一种能将电转化为光的半导体电子元件，可广泛用于显示器、汽车灯、通用照明等领域。现有LED芯片，特别是倒装芯片，如图1和图2所示，一般由衬底5a起自上至下依次层状叠加的设置有N型层4a、发光层3a和P型层2a，并在P型层2a上设有P电极1a，N型层4a上设有N电极6a，发光时光线直接从平整的衬底5a背面出射，光线在衬底5a与空气截面处发生折射，出光角度较小。而在一些特定的客户端应用中，LED要求具有广泛的发光角度；例如，在手机背光应用领域中，由于芯片出光角度小，难以达到背光的均匀性。

当前增加LED发光角度的方法有很多，最常见的方式是在芯片表面添加透镜或者二次光学，随着透镜或二次光学的引入，LED封装的体积就会增加。而在某些应用场合，如手机背光应用领域中，LED的体积是有严格限制的，在不引入透镜或二次光学的前提下，如何增大LED的发光角度是解决问题的关键；在另外一些应用领域中，又会存在需减小芯片发光角度的需求。

因此，在控制LED封装体积较小的情况下，实现出光角度的改变是亟待解决的技术问题。

【发明内容】

本发明通过激光烧蚀倒装芯片的衬底，在衬底表面形成单个或多个陈列排布的凹槽，当光线经过衬底表面的凹槽向空气传播时，因发生折射现象进而改变出光角度的，提供一种通过折射即可实现出光角度改变的发光角度可控的LED倒装芯片及其电子设备。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种发光角度可控的LED倒装芯片，包括衬底、N型层、发光层和P型层，由衬底起自上至下依次层状叠加的设置有N型层、发光层和P型层，并在P型层上设有P电极，在N型层上设有N电极；所述衬底的背部表面形成单个、或多个大小及形状一致且采用阵列排布的、通过折射实现出光角度可控改变的塑形凹陷槽。

进一步地，所述塑形凹陷槽在衬底上的剖面形状为V形、弧形、半圆形或梯形结构。

进一步地，所述塑形凹陷槽在衬底上的开口形状为圆形、椭圆形或方形。

进一步地，所述衬底的背部形成具有单个剖面形状为V形、弧形、半圆形或梯形的塑形凹陷槽，该单个塑形凹陷槽的深度为H1，所述衬底的厚度为H2，该单个塑形凹陷槽的深度与衬底的厚度比值范围为H1∶H2＝1/3～2/3。

进一步地，所述塑形凹陷槽的开口尺寸面积为衬底背面表面总面积的 1/2～4/5。

进一步地，所述塑形凹陷槽为单个剖面形状为V形的槽体，且该剖面形状为V形的塑形凹陷槽在衬底上的开口形状为圆形，且该塑形凹陷槽具有第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁与衬底表面的夹角为β，第二侧壁与衬底表面的夹角为α，夹角α和夹角β的角度范围为30～60°。

进一步地，所述夹角α与夹角β的角度值相等，第一侧壁和第二侧壁对称设置。

进一步地，所述夹角α与夹角β不等时，所述第一侧壁或第二侧壁的出光角度向夹角α和夹角β中角度小的夹角对应的侧壁方向偏斜。