專利名稱：一種led發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明裝置和該照明裝置的制造方法，尤其涉及的是，一種LED發(fā) 光二極管以及制造方法。
背景技術(shù)：
LED是英文light emitting diode (發(fā)光二極管)的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電 致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護內(nèi)部 芯線的作用。發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和η型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半 導(dǎo)體和η型半導(dǎo)體之間有一個過渡層，稱為ρ-η結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的 少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn) 換為光能?，F(xiàn)有技術(shù)中，LED發(fā)光二極管基本上都是按照固定的尺寸大小制作的橢圓型或者 食人魚型等，不能滿足客戶任意設(shè)置的大小需要，也不能滿足客戶特殊的圖案的要求；難以 制作出小尺寸的LED。另外，現(xiàn)有技術(shù)中，將LED置于杯狀基座(submoimt)中并以光轉(zhuǎn)換材料封裝的技 術(shù)會限制LED的最小尺寸，尤其是白光LED的最小尺寸。因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可自由選擇組合顏色、自由選 擇形狀的LED發(fā)光二極管和該LED發(fā)光二極管的制造方法，使用激光剝削或切削技術(shù)直接 在基板上刻出凹槽，再利用旋轉(zhuǎn)涂布法將半導(dǎo)體納米晶體或熒光粉等熒光材料填入凹槽 中，在凹槽間形成一個管殼，這個方法可以讓白光LED變得更小、更容易制造。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種LED發(fā)光二極管，包括，至少一 LED管芯、基板、設(shè)置在所述基板上的凹槽、填 充物、一控制芯片、以及一正極引腳和一負(fù)極引腳；所述LED管芯和所述控制芯片設(shè)置在所 述凹槽中；所述填充物位于所述LED管芯的出光方向，固定設(shè)置在所述凹槽上方，并設(shè)置為 所述LED發(fā)光二極管的管殼；所述LED管芯分別與所述正極引腳、所述負(fù)極引腳相連接，用 于連接到外部驅(qū)動電路的控制輸出端。所述的LED發(fā)光二極管，其中，所述管殼設(shè)置為凸管殼、凹管殼或平管殼。所述的LED發(fā)光二極管，其中，所述管殼與所述LED管芯之間設(shè)置有間隙。所述的LED發(fā)光二極管，其中，所述填充物包括半導(dǎo)體納米晶體、熒光粉或其混合 物。所述的LED發(fā)光二極管，其中，所述基板是碳化硅基板、陶瓷基板或塑料基板。所述的LED發(fā)光二極管，其中，所述凹槽中還設(shè)置硒化鎘納米微晶，所述硒化鎘納 米微晶與所述填充物按預(yù)設(shè)置比例混合，用于控制發(fā)光波長。
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所述的LED發(fā)光二極管，其中，所述LED管芯為紅色LED管芯、綠色LED管芯、藍(lán)色 LED管芯或其組合，并且，所述填充物包括熒光粉；所述熒光粉為紅色熒光粉、藍(lán)色熒光粉、 綠色熒光粉或其組合。一種如上所述LED發(fā)光二極管的制造方法，執(zhí)行如下步驟，A、使用激光剝削或切 削技術(shù)直接在基板上刻出凹槽；B、把LED管芯設(shè)置在所述基板凹槽中；C、把控制芯片設(shè)置 在所述基板凹槽中；D、通過導(dǎo)線連接所述LED管芯與所述控制芯片；E、在所述LED管芯的 出光方向，將所述填充物固定設(shè)置在所述凹槽上方，形成所述LED發(fā)光二極管的管殼。所述的制造方法，其中，所述填充物包括半導(dǎo)體納米晶體、熒光粉或其混合物；利 用旋轉(zhuǎn)涂布法、噴墨印刷法、網(wǎng)印法或噴槍涂布法，，使所述填充物形成所述LED發(fā)光二極 管的管殼。所述的制造方法，其中，所述半導(dǎo)體納米微晶為硒化鎘，通過調(diào)整其用量，控制所 述LED發(fā)光二極管的發(fā)光波長。采用上述方案，本發(fā)明能夠制造出小尺寸的LED ；例如通過使用激光剝削或切削 (laser ablation or sawing)技術(shù)直接在碳化硅(SiC)基板上刻出凹槽(trenches)，再 利用旋轉(zhuǎn)涂布法將半導(dǎo)體納米晶體或熒光粉等熒光材料填入凹槽中，在凹槽間形成一個管 殼，這種LED發(fā)光二極管體積變得更小、更容易制造。


圖1是本發(fā)明實施例1的示意圖；圖2是本發(fā)明實施例2的示意圖；圖3是本發(fā)明實施例3的示意圖；圖4是本發(fā)明實施例4的示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。實施例1如圖1所示，本實施例提供了一種LED發(fā)光二極管，包括一 LED管芯、LED管芯是 由P型半導(dǎo)體103和η型半導(dǎo)體106組成的晶片，基板101、設(shè)置在所述基板上的凹槽102、 填充物、一控制芯片、以及一正極引腳和一負(fù)極引腳。所述LED管芯和所述控制芯片設(shè)置在所述凹槽102中，所述填充物設(shè)置于所述LED 管芯出光面的外表面，黏結(jié)設(shè)置在所述凹槽102中，并在所述凹槽102之間形成一個管殼， 所述LED管芯分別與所述正極引腳、所述負(fù)極引腳相連接，用于連接到外部驅(qū)動電路的控 制輸出端。例如，所述管殼可以為凸管殼、凹管殼或平管殼其中一種。例如，在所述凹槽102中，本實施例中的所述填充物是熒光粉，所述熒光粉與所述 凹槽102之間形成一個管殼105A，所述LED管芯設(shè)置在所述凹槽中，所述LED管芯位于所 述管殼105A下方；所述LED管芯的ρ型半導(dǎo)體103和η型半導(dǎo)體106分別與所述一正極引 腳、所述一負(fù)極引腳相連接，用于連接外部的電源，為LED管芯提供電壓來源，以驅(qū)動LED管 芯，使LED管芯發(fā)出光線。為了更好的控制，還可以設(shè)置一控制芯片位于LED發(fā)光二極管的發(fā)光在所述凹槽102中，控制芯片位于LED管芯背光面的下方，這樣避免影響LED發(fā)光二極管的發(fā)光。所述LED管芯可以為紅色LED管芯、綠色LED管芯、藍(lán)色LED管芯其中的一種，或 其中任意兩種組合，或三種的組合。為了合理利用本實施例LED發(fā)光二極管中每一組成部分，并且，使組合出能夠發(fā) 出包括可見光過系列的七種顏色的各LED發(fā)光二極管，即能夠發(fā)處紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫 七種顏色光線的LED發(fā)光二極管；因此，可以將LED管芯設(shè)置為紅色LED管芯、綠色LED管 芯或藍(lán)色LED管芯其中的一種，并且，將所述熒光粉對應(yīng)設(shè)置為其它兩種顏色的熒光粉；由 于LED管芯的顏色加上兩種熒光粉的顏色組成了紅、綠、藍(lán)三種基色，調(diào)節(jié)各種熒光粉的比 例，即可以使本實施例LED發(fā)光二極管發(fā)出自然界存在的所有顏色。例如，LED管芯為紅色LED管芯，熒光粉則采用綠色熒光粉和藍(lán)色熒光粉兩種熒 光粉；若LED管芯為綠色LED管芯，熒光粉則采用紅色熒光粉和藍(lán)色熒光粉兩種熒光粉；若 LED管芯為藍(lán)色LED管芯，熒光粉則采用紅色熒光粉和綠色熒光粉兩種熒光粉。例如，一種優(yōu)選方案是，LED管芯為藍(lán)色LED管芯，熒光粉則采用紅色熒光粉和綠 色熒光粉兩種熒光粉；這樣組合可以使本實施例LED發(fā)光二極管發(fā)出光線的效果最好。一個例子是，所述基板是碳化硅基板，根據(jù)不同設(shè)計的需要和不同的使用環(huán)境，基 板還可以是陶瓷基板或塑料基板。實施例2如圖2所示，在上述各例的基礎(chǔ)上，本實施例在碳化硅基板或其他基板上的凹槽 102的上部設(shè)置了兩個相對的小凹槽111，所述填充物在兩個小凹槽111中形成兩個小凸起 110，這兩個小凸起110與一個凸管殼105A—體設(shè)置，碳化硅基板上的兩個小凹槽111和凸 管殼105A上的兩個小凸起110配對使用，用來把凸管殼105A固定在碳化硅基板上的凹槽 102之上。在上述各例的基礎(chǔ)上，還設(shè)置一正極引腳和一負(fù)極引腳，所述LED管芯的正極與 所述正極引腳電連接，所述LED管芯負(fù)極與所述負(fù)極引腳電連接，所述正極引腳和負(fù)極引 腳分別與所述電源正、負(fù)極線對應(yīng)電連接，通過外部的供電電源提供電壓，以實現(xiàn)使所述的 LED管芯發(fā)光。實施例3如圖3所示，本實施例提供了一種LED發(fā)光二極管，包括一紅色LED管芯、一綠色 LED管芯、LED管芯是由ρ型半導(dǎo)體103和η型半導(dǎo)體106組成的晶片，基板101、設(shè)置在所 述基板上的凹槽102、本實施例中的凹槽102是一個通孔，填充物、以及設(shè)置在所述基板上 的電源正、負(fù)極線；所述填充物設(shè)置在所述凹槽102中，本實施例中的所述填充物是紅色熒 光粉和綠色熒光粉，所紅色述熒光粉與所述通孔102上側(cè)之間形成一個凸管殼105Α，所綠 色述熒光粉與所述通孔102上側(cè)之間形成一個凸管殼105C，所述LED管芯設(shè)置在所述凹槽 中，所述一紅色LED管芯106、一綠色LED管芯，所述紅色LED管芯106出光面對著凸管殼 105A，所述一綠色LED管芯出光面對著凸管殼105C，所述LED管芯分別與所述一正極引腳 108、所述一負(fù)極引腳107相連接，用于連接外部的電源；為LED管芯提供電壓來源，以驅(qū)動 LED管芯，使LED管芯發(fā)出光線。實施例4如圖4所示，本實施例提供了一種LED發(fā)光二極管，包括一 LED管芯、LED管芯是由P型半導(dǎo)體103和η型半導(dǎo)體106組成的晶片，基板101、設(shè)置在所述基板上的凹槽102、 填充物、以及電源正、負(fù)極線；所述填充物設(shè)置在所述凹槽102中，本實施例中的所述填充物是熒光粉混合物， 所述熒光粉在所述凹槽102之間形成一個封裝體105Α，所述LED管芯設(shè)置在所述封裝體 105A的中間，封裝體105A是所述凸管殼與所述LED管芯通過所述填充物一體設(shè)置形成 105A封裝體。為了更好地配合LED發(fā)光二極管發(fā)光效果，所述凹槽102中還設(shè)置硒化鎘納米微 晶113，所述硒化鎘納米微晶113與所述填充物混合使用，用于控制發(fā)光波長，所述硒化鎘 納米微晶113是新的波長轉(zhuǎn)換材料，和其它所述填充物例如熒光粉混合使用，能夠改變波 長轉(zhuǎn)換由短波轉(zhuǎn)換成長波，使LED發(fā)光二極管的光線得到更大程度得到發(fā)射。例如當(dāng)硒化 鎘納米微晶和填充物的比重為1 8、1 8.5,1 9的時候，會達(dá)到更遠(yuǎn)的照射效果；當(dāng)硒 化鎘納米微晶和填充物的比重為5 5的時候，會達(dá)到更近的照射效果；根據(jù)不同的需要， 設(shè)置不同的材料，混合使用，達(dá)到各種效果。實施例6在上述各例的基礎(chǔ)上，本實施例提供了一種LED發(fā)光二極管的制造方法，執(zhí)行如 下步驟A、根據(jù)實際的需要，選擇大小厚度都適合的基板，使用激光剝削或切削技術(shù)直接 在基板上刻出符合實際需要的凹槽；B、凹槽剝削完畢，把LED管芯設(shè)置在所述基板凹槽中，設(shè)置的位置大致在凹槽的 中間位置，LED管芯的出光面是朝外的，LED管芯的背光面是朝內(nèi)的；C、LED管芯設(shè)置好后，在所述基板凹槽中內(nèi)，在LED管芯的背光面還設(shè)置一控制芯 片，用來控制LED發(fā)光二極管的發(fā)光；D、通過焊接或者其它的方式用導(dǎo)線所述LED管芯與所述控制芯片連接起來；E、把填充物填入凹槽中，并在凹槽間形成一個管殼，設(shè)置管殼設(shè)置為凸管殼、凹管 殼或平管殼；根據(jù)實際需要所述管殼與所述LED管芯之間設(shè)置有間隙；或者，所述管殼與所 述LED管芯通過所述填充物緊密結(jié)合設(shè)置。例如，所述填充物包括半導(dǎo)體納米晶體、熒光粉或其混合物；還可以利用旋轉(zhuǎn)涂布 法、噴墨印刷法、網(wǎng)印法或噴槍涂布法，將所述填充物填入所述凹槽中。所述半導(dǎo)體納米微晶為硒化鎘，通過調(diào)整其用量，控制所述LED發(fā)光二極管的發(fā) 光波長，具體同上所述。應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種LED發(fā)光二極管，其特征在于，包括，至少一 LED管芯、基板、設(shè)置在所述基板上 的凹槽、填充物、一控制芯片、以及一正極引腳和一負(fù)極引腳；所述LED管芯和所述控制芯片設(shè)置在所述凹槽中；所述填充物位于所述LED管芯的出光方向，固定設(shè)置在所述凹槽上方，并設(shè)置為所述 LED發(fā)光二極管的管殼；所述LED管芯分別與所述正極引腳、所述負(fù)極引腳相連接，用于連接到外部驅(qū)動電路 的控制輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED發(fā)光二極管，其特征在于，所述管殼設(shè)置為凸管殼、凹管 殼或平管殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED發(fā)光二極管，其特征在于，所述管殼與所述LED管芯之間 設(shè)置有間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED發(fā)光二極管，其特征在于，所述填充物包括半導(dǎo)體納米晶 體、熒光粉或其混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED發(fā)光二極管，其特征在于，所述基板是碳化硅基板、陶瓷 基板或塑料基板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED發(fā)光二極管，其特征在于，所述凹槽中還設(shè)置硒化鎘納米 微晶，所述硒化鎘納米微晶與所述填充物按預(yù)設(shè)置比例混合，用于控制發(fā)光波長。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED發(fā)光二極管，其特征在于，所述LED管芯為紅色LED管 芯、綠色LED管芯、藍(lán)色LED管芯或其組合；并且，所述填充物包括熒光粉；所述熒光粉為紅 色熒光粉、藍(lán)色熒光粉、綠色熒光粉或其組合。
8.—種如權(quán)利要求1所述LED發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，執(zhí)行如下步驟，A、使用激光剝削或切削技術(shù)直接在基板上刻出凹槽；B、把LED管芯設(shè)置在所述基板凹槽中；C、把控制芯片設(shè)置在所述基板凹槽中；D、通過導(dǎo)線連接所述LED管芯與所述控制芯片；E、在所述LED管芯的出光方向，將所述填充物固定設(shè)置在所述凹槽上方，形成所述LED發(fā)光二極管的管殼。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述填充物包括半導(dǎo)體納米晶體、熒光粉 或其混合物；利用旋轉(zhuǎn)涂布法、噴墨印刷法、網(wǎng)印法或噴槍涂布法，使所述填充物形成所述 LED發(fā)光二極管的管殼。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體納米微晶為硒化鎘，通過調(diào) 整其用量，控制所述LED發(fā)光二極管的發(fā)光波長。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED發(fā)光二極管及其制造方法，LED發(fā)光二極管包括至少一LED管芯、基板、設(shè)置在所述基板上的凹槽、填充物、一控制芯片、以及一正極引腳和一負(fù)極引腳；所述LED管芯和所述控制芯片設(shè)置在所述凹槽中；所述填充物位于所述LED管芯的出光方向，固定設(shè)置在所述凹槽上方，并設(shè)置為所述LED發(fā)光二極管的管殼；所述LED管芯分別與所述正極引腳、所述負(fù)極引腳相連接，用于連接到外部驅(qū)動電路的控制輸出端。這種LED發(fā)光二極管更小、更容易制造。
文檔編號H01L25/075GK102005509SQ20091008205
公開日2011年4月6日 申請日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
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