CN109830500A

CN109830500A - 发光装置

Info

Publication number: CN109830500A
Application number: CN201910108696.2A
Authority: CN
Inventors: 黄永特; 余长治; 徐宸科; 黄兆武; 时军朋
Original assignee: Quanzhou Sanan Semiconductor Technology Co Ltd
Current assignee: Quanzhou Sanan Semiconductor Technology Co Ltd
Priority date: 2019-02-03
Filing date: 2019-02-03
Publication date: 2019-05-31
Also published as: WO2020155529A1

Abstract

本发明公开了一种发光装置，包括：支架，具有用于安装LED芯片的安装表面；LED芯片，包含基板和外延叠层，安装于所述支架的安装表面上，具有相对的上表面和下表面，其中上表面为出光面；封装材料层，覆盖于所述LED芯片的表面，将所述LED芯片密封于所述支架上。进一步的，该发光装置还包括第一金属反射层和第二金属反射层，定义LED芯片的厚度为T，该第一、第二金属反射层到该LED芯片的出光面的距离分别为D1和D2，则D1<D2<T/2。

Description

发光装置

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，具体为一种发光装置。

背景技术

发光二极管被广泛地用于固态照明光源。相较于传统的白炽灯泡和荧光灯，发光二极管具有耗电量低以及寿命长等优点，因此发光二极管已逐渐取代传统光源，并且应用于各种领域，如交通号志、背光模块、路灯照明、医疗设备等。

发明内容

根据本发明的第一个方面，提供一种发光装置，包括：支架，具有用于安装LED芯片的安装表面；LED芯片，包含基板和外延叠层，安装于所述支架的安装表面上，具有相对的上表面和下表面，其中上表面为出光面；封装材料层，覆盖于所述LED芯片的表面，将所述LED芯片密封于所述支架上。进一步地，该发光装置还包括第一金属反射层和第二金属反射层，定义LED芯片的厚度为T，该第一、第二金属反射层到该LED芯片的出光面的距离分别为D1和D2，则D1<D2<T/2。

优选的，所述LED芯片的发光角度小于或等于120°。

优选的，所述LED芯片的发光角为110~120°。

优选的，所述H1为4~8μm。

优选的，所述H2为20μm，例如可以为7~15μm。

优选的，还包括一第三反射层，该第三反射层到所述LED芯片的出光面的距离介于0.8T~1.2T。在一些实施例中，该第三反射层直接镀在基板2230的背表面上，此时该反射层到LED芯片的出光面的距离小于LED芯片的厚度T，优选大于0.8T。在另一些实施例中，该第三反射层形成在支架2210的安装表面上，LED芯片通过半透明或者透明的有机胶安装于该支架上，此时该第三反射层到LED芯片的出光面的距离大于LED芯片的厚度T，优选小于1.2T。

在一些实施例，所述LED芯片依次包含外延叠层、第一金属反射层、第二金属反射层、结合层和基板。进一步的，该发光装置还可以包括一第三反射层，其位于所述结合层与基板之间。

在一些实施例，所述LED芯片依次包含外延叠层、第一金属反射层、结合层、第二金属反射层和基板。

在一些实施例，该发光装置包含第一金属反射层、第二金属反射层和第三金属反射层，依次位于所述外延叠层与基板之间。

在一些实施例，所述LED芯片还包含位于所述基板之上的第一电极和第二电极，该第一电极和第二电极位于所述外延叠层的外侧，与所述外延叠层的下表面形成电性连接。

在一些实施例，所述LED芯片还包含位于基板之上的导电层、第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极分别通过导电层从所述外延叠层的下表面引出，朝向所述外延叠层的上表面。

进一步地，所述支架设有第一焊线区和第二焊线区，该第一焊线区和第二焊线区彼此电性隔离，所述第一电极和第二电极通过引线分别连接到所述支架的第一焊线区和第二焊线区。

优选的，所述外延叠层去除生长衬底，其上表面为出光面，从下到上依次包含第一半导体层、有源层和第二半导体层。

在一些实施例，所述LED芯片还可以包含第一电连接和第二电连接层，其中第一电连接层电连接第一半导体层和第一电极，第二电连接层电连接第二半导体层和第二电极。

进一步地，所述第一电连接层可以包括一反射层，作为第一金属反射层。

在一些实施例，该发光装置还可以包括第三电连接层，其位于第一、第二电连接层的下方，具有至少一个第一延伸部和一个第二延伸部，其中第一延伸部贯穿第一半导体层、有源层，与第二半导体层接触，第二延伸部与第二电连接层接触。

进一步的，所述第三电连接层可以包括一反射层作为第二金属反射层。

在一些实施例，该发光装置还可以包括一反光胶，该反光胶位于该支架和封装材料层之间，该反光胶环绕所述LED芯的周围达到直至达到所述基板的上表面，或者高于所述基板上表面所在的平面。

在一些实施例，该发光装置还包括光转换层，其位于所述LED芯片的上表面所在平面的上方。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。

图1是一个示意图，说明一个习知的发光二极管封装体的结构。

图2是一个示意图，说明一个习知的发光二极管封装体的结构。

图3是一个示意图，说明本发明一些实例的发光装置。

图4是一个示意图，说明一些实施例的发光装置的LED芯片结构。

图5是一个示意图，说明一些实施例的发光装置的LED芯片结构。

图6是一个示意图，说明一些实施例的发光装置的LED芯片结构。

图7是一个示意图，说明本发明一些实例的发光装置。

图8是一个示意图，说明图7所示发光装置的部分光路径。

图9是一个示意图，说明本发明一些实例的发光装置。

图10是一个示意图，说明一些实施的例发光装置的LED芯片结构。

图11是一个示意图，说明本发明一些实例的发光装置。

图12是一个示意图，说明一些实施的例发光装置的LED芯片结构。

图13是一个示意图，说明一些实施的例发光装置的LED芯片结构。

图14是一个示意图，说明本发明一些实例的发光装置。

图15是一个示意图，说明本发明一些实例的发光装置。

图16是一个示意图，说明一些实施的例发光装置的LED芯片结构。

图17是一个示意图，说明本发明一些实例的发光装置。

图18是一个示意图，说明本发明一些实例的发光装置。

图19是一个示意图，说明本发明一些实例的发光装置。

图20是一个示意图，说明本发明一些实例的发光装置。

图21是一个示意图，说明本发明一些实例的发光装置。

图22是一个示意图，说明本发明一些实例的发光装置。

图23是一个示意图，说明本发明一些实例的发光装置。

图24和25分别是平面示意图和局部侧面剖视图，说明本发明一些实例的发光装置。

图26是一个示意图，说明本发明一些实例的发光装置。

具体实施方式

下面结合示意图对本发明的发光二极管芯片及其制作方法进行详细的描述，在进一步介绍本发明之前，应当理解，由于可以对特定的实施例进行改造，因此，本发明并不限于下述的特定实施例。还应当理解，由于本发明的范围只由所附权利要求限定，因此所采用的实施例只是介绍性的，而不是限制性的。除非另有说明，否则这里所用的所有技术和科学用语与本领域的普通技术人员所普遍理解的意义相同。

在以下的说明内容中，类似或相同的组件将以相同的编号来表示。

图1显示了一种习知的LED发光装置，包括封装支架110、LED芯片120和封装材料层130，其中支架110包含底部111和侧壁112，其中底部上表面设置芯片安装区1101、第一焊线区1102和第二焊线区1103，其中第一焊线区1102和第二焊线区1103彼此电性隔离，LED芯片120采用水平结构，安装于该芯片安装区1101上，p、n电极位于出光面上，通过引线141、142分别连接至支架110的第一焊线区1102和第二焊线区1103，封装层130将该芯片120密封于该支架110上。进一步的，封装支架110可以包括底部111和侧壁112，两者形成一个空间用于容纳该LED芯片120。在该发光装置中， LED芯片120的电极位于出光面上，具有遮光和/或吸光的效应。另一方面，电极位于外延叠层上，打线过线过程有可能会对外延叠层造成破坏。

图2显示了另一种习知的LED发光装置。该发光装置采用的LED芯片120为倒装结构，其电极朝向支架的底面111。该发光装置可以解决图1所示的发光装置中出光面上电极遮光、吸光的问题。然而，倒装芯片安装于支架时需要特殊的设备，且需进行对位。

图3显示了根据本发明实施的一种发光装置。该发光装置包括：支架210、LED芯片220、封装材料层230。具体的，支架210包含底部211和壁部212，形成碗杯结构，其中底部211的上表面设置有芯片安装区域2101、第一焊线区2102和第二焊线区2103，其中第一焊线区2102和第二焊线区2103彼此电性隔离。LED芯片220安装于支架的安装区2101上，且出光面朝上，其p、n电极通过引线241、242分别连接至支架210的第一焊线区2102和第二焊线区2103。封装材料层将LED芯片封装于该支架上。

图4显示了用于图3所示发光装置的一种LED芯片220的结构，该LED芯片从上到下依次包含：外延叠层2210、第一电极2221、第二电极2222、电连接层2240和基板2230。该LED芯片的外延叠层由基板2230支撑，外延叠层2210的上表面S11作为出光面，没有生长衬底。在此，“没有生长衬底”表示必要时为了生长而使用的生长衬底被从外延叠层去除或者至少被大大薄化。

具体的，外延叠层2210具有相对的上表面S11和下表面S12，其中上表面S11作为出光面，包含第一半导体层2211、有源层2212和第二半导体层2212，该第一半导体层2211和第二半导体层2213可分别为p型半导体层和n型半导体层。例如，该第一半导体层和第二半导体层可由通过化学式Al_xIn_yGa_(1-x-y)N(其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)表达的氮化物半导体形成，但是不限于此，也可以使用基于GaAs的半导体或者基于GaP的AlGaInP半导体材料。有源层2212可具有基于氮化物的多量子阱结构（MQW），诸如InGaN/GaN、GaN/AlGaN等，但是不限于此，也可以使用其它半导体，诸如Galas/AlGaAs、InGaP/GaP，GaP/AlGaP等。

电连接层2240形成在外延叠层的下表面S12之上，包括第一电连接层2241和第二电连接层2242，第一电连接层2241两端分别连接第一半导体层2211和第一电极2221，第二电连接层2241的两端分别连接第二半导体层2213和第二电极2222。第一电连接层2241和第二电连接层2242的材料可以相同也可以不同。其中第一电连接层2241的材料可以为Ag、Au、Ti、Al、Cr、Pt、TiW、Ni或以上的任意组合，其中Ag、Al适合作为金属反射材料，TiW适合作为金属包覆材料，防止金属扩散， Cr、Ni、Au适合作为欧姆接触材料。为了降低第一电连接层2241与第一半导体层2211之间的电阻，也会在第一电连接层2241和第一半导体层2211之间增加透明电流扩展层。第二电连接层包括与第二半导体层2213具有良好电连接性能的欧姆接触层，比如Cr、Ni、Au、Al等。第二电连接层的材料可以为Ag、Au、Ti、Al、Cr、Pt、TiW、Ni或以上的任意组合，其中Ag、Al适合作为金属反射材料，TiW适合作为金属包覆材料，防止金属扩散， Cr、Ni、Au适合作为欧姆接触材料。

第一电极2221、第二电极2222位于外延叠层2210的外侧，即第一电极2221、第二电极2222在基板2230表面上的投影位于外延叠层2210的区域外。该第一电极和第二电极通过电连接层2240从外延叠层2210的下表面S12引出，朝向外延叠层的上表面S11，从而适于从正侧电接触发光二极管芯片的本体。优选的，第一电极和第二电极的上表面位于同一高度。

基板2230用于支撑外延叠层2210，其厚度优选为50μ0以上、200μm以下。在一些实施例，该基板2230的厚度可以为50~100μm，例如90μm；在一些实施例，该基板2230的厚度也可以为100~150μm，例如120μm，或者130μm；在一些实施例中，该基板2230的厚度还可以为150~200μm，例如180μm。基板2230优选采用绝缘材料，可以为透明材料，例如蓝宝石衬底、陶瓷基板等，还可以选用高反射材料。

在上述发光装置中，第一电极和第二电极位于外延叠层的侧部，既避免第一电极和/或第二电极设置在外延叠层的上方而造成对辐射的遮挡，降低辐射效率，又方便制作打线。

在一些实施例中，基板2230可以采用具有良好的散热性材料，例如Si基板、Cu基板或者陶瓷基板，此时电连接层2240分别与散热基板2230和第二半导体层2213连接，构成良好的导热通道，将热量从第二类型半导体层引向散热基板。由于多量子阱的激发辐射经由第二半导体层射出，热量容易在第二半导体层2213堆积，电连接层2242将热量很好地从第二半导体层引出至散热基板。

图5显示了用于图3所示发光装置的一种LED芯片220的结构。在该LED芯片中，电连接层2240在竖直方向上多层设置，并通过绝缘层2260进行电性隔离。具体的，基板2230与外延叠层2210之间从下到上依次设有第三电连接层2244、绝缘层2260、第一导电导2241和第二电连接层2242，该第三电连接层2244具有朝向外延叠层的第一延伸部2243和第二延伸部2245，第一延伸部2243贯穿了第一半导体层2221、有源层2222，通过开口2271与第二半导体层2213形成电性连接，第二延伸部2245通过开口2272与第二电连接层2242形成电性连接。优选的，第一电连接层2241和第二电连接层2242具有相同的厚度、材料，采用图形化在同一步骤中形成，如此可以具有相有的高度，方便后续制作具有相同高度的第一电极和第二电极。

在一个具体的实施例中，第一电连接层2241与第一电极2221接触的部分、第二电连接层2242与第二电极2222接触的部分为性能较为稳定的Ti、Pt、Au、Cr、TiW合金等材料，位于发光区域下方的第一电连接层2241包含依次对发光区域出光进行反射的高反射性金属材料（例如Ag、Al等）、用于防止前述材料扩散的稳定金属材料（例如Ti、Pt、Au、Cr或TiW等）。第三电连接层2244包含了朝向出光面延伸并与第二半导体层2213连接的延伸部2243，其材料优选包括Al、Cr或者Ag等反射材料。进一步的，该第三电连接层2244与基板2230接触的一侧可以包含结合层，用于结合基板。更佳的，该结合层为金属材料，可以同时作为散热层，从而快速将堆积在第二半导体层的热量引出至基板2230。另一方面，基板2230与外延叠层的整面接触，保证了物理结构的完整性。

在一些实施例中，该LED芯片220的外延叠层2210去除生长衬底，为薄膜结构，同时第一电连接层2241可以包括反射层M1，因此反射层M1到LED芯片的出光面S11的距离D1为10μm以内，例如可以为4~8μm，到发光层的距离D3为1μm以下，如此缩短了光在LED芯片内部的路径，同时增加了有源层2212发射的光线从出光面S11射出的比率，其发光角优选为150°以下，更佳的发光角为小于或者等于120°，例如120~110°，在一个具体的实施例中，该LED芯片的发光角可以为113°，或者115°，或者118°。

进一步的，第三电连接层2244可以包含反射层M2，该反射层M2位于基板2230上，其到出光面S11的距离优选为20μm以下，远小于LED芯片厚度T的一半，更佳的，为7~12μm，例如可以为8μm，或者9μm，或者μm。

图6显示了用于图3所示发光装置的一种LED芯片220的结构。与图5所示LED芯片不同的是，该第三电连接层2244包含了多个朝向出光面延伸的延伸部2243，该多个延伸部2243贯彻第一半导体层2211、有源层2212，与第二半导体层2213连接。该多个延伸部2243优选均匀分布，如此具有更佳的电流扩展性和散热特性，适用于大电流密度下的应用。

优选的，第三电连接层2244与第二半导体层2213的总接触面积大于第二半导体层2213面积的1.5%。可以根据需求设计第三电连接层2243与第二半导体层2213的接触面积，例如可以选择2.3%~2.8%、2.8%~4%、或者4%~6%。在一些实施例中，增加第三电连接层2244和第二半导体层2213的直接接触面积，可以解决高功率产品的散热问题，例如大尺寸芯片或者高压芯片等。

在一些实施例中，该延伸部2243的直径为15μm以上。尽管保证第三电连接层2244与第二半导体层2213的总接触面积，可以提高散热特性，但如果延伸部2243直径较小的情况下，较细的延伸部2243具有超过线性比例的热阻，因此在一些实施例中，延伸部2243的直径设计为32μm~40μm，其散热效果更佳。作为一种较佳实施方式，当延伸部2243的直径为34μm~36μm时，延伸部2243的数量设置为20~25个。

在一些实施例中，第一电连接层2241和第二电连接层2242采用具有相同的结构层，包含金属反射层M1，第三电连接层2244之靠近外延叠层的一侧可以包含金属反射层M2，外延叠层2210的下表面S12基本被金属反射层M1、M2覆盖，有源层2212发出的向下的光直接被反射，不会再经过基板导致部分光被吸收。例如，第一电连接层2241和第二电连接层2242可以包含Ag金属层作为第一反射层M1，第三电连接层2244包含了Al金属层，该Al金属层一方面可以与第二半导体层2213形成欧姆接触，另一方面作为第二反射层M2，尽可能的覆盖外延叠层的下表面S12之未被第一电连接层2241和第二电连接层2242覆盖的区域。

优选的，该LED芯片220去除了生长衬底，在出光面S11可以设置粗糙面2210a。

图7简单示意了根据本发明实施的一种发光装置。该发光装置至少设有两个反射层：M2和M3，包括：支架210、LED芯片220、封装材料层230。其中，支架210包含底部211和壁部212，两者形成碗杯结构，其芯片安装区域2101的表面可以镀有反射层M3，LED芯片220通过结合层250安装于该碗杯内，封装材料层230填充该碗杯对LED芯片220进行密封。

具体的，设置支架210表面上的反射层M3可以为金属反射层（如Ag、Al等高反射率的材料），或者绝缘反射层（例如DBR），或者反光胶材（例如白胶），其厚度优选为5μm以下。结合层250为透明材料，透光率优选为70%以上，更佳为80%以上。LED芯片220具有透明基板2230，该基板2230的上表面一侧设有反射层M2。该透明基板2230对于可见光透光率80%以上，较佳为90%以上，其材料可以为蓝宝石、透明陶瓷、玻璃等。

在一些实施例中，该LED芯片可以参考图4所示的结构，此时LED芯片的基板采用透明基板，第一电连接层2241可以作为反射层M2。该第一电连接层2241可以由多层堆叠而成，包含高反射的材料层，例如可以为铝等高反射金属材料，该高反射层的材料层的厚度优选为50纳米以下。

该LED芯片220也采用图5或者图6所示的结构，其中基板2230选用透明材料，其上表面的第三电连接层2243可以作为反光层M2。在一些实施例中，该第三电连接层2243为金属材料，反射率为70%以上，此时可以直接作为反射层。在一些实施例中，该第三电连接层2243由多层堆叠而成，其中与基板2230接触的一侧包含较高反射的材料层，例如可以为铝等高反射金属材料，该高反射层的材料层的厚度优选为50纳米以下。

图4至6所示的LED芯片220的基板尺寸一般大于外延叠层2210的尺寸（其横截面的面积大于外延叠层2210的横截面的面积），且厚度远大于其他结构层的厚度，以GaN基LED芯片为例，外延叠层2210的厚度一般不超过10μm，例如可以为4~8μm，位于外延叠层2210与基板2230之间的电连接层、绝缘层、结合层等的总厚度一般不超过5μm，例如可以为3~5μm，而基板2230的通常为50μm以上，例如50μm，或者100μm，或者120μm，或者150μm，或者180μm，因此有源层发出的光线经由支架侧壁的反射或者封装材料层的散射、反射，容易入射到基板2230的内部，可能被基板2230上方的金属或者支架上的金属吸收。图7所示发光装置中，LED芯片220发出的光线由于碗杯的反射造成的部分光入射到透明基板2230内，透明基板210的上方和下方均有反射层，因此光会从另一端射出，减少被结合层金属或者支架210的金属吸收，如图8所示。

在一些实施例中，封装该LED芯片220的封装材料层230中含有颗粒231，LED芯片220发出的部分光线会被反射或者散射，射至透明基板侧面，由于透明基板210的上、下方均有反射层，因此光会从另一端射出而不会被结合层金属或者支架的金属吸收。

在一些实施例中，LED芯片的周围和上方覆盖有荧光粉，LED芯片220发出的部分光线会被反射或者散射照到透明基板侧面，由于透明基板210的上、下方均有反射层，因此光会从另一端射出而不会被结合层金属或者支架的金属吸收。优选地，为了发光装置的光色的均匀性，荧光粉覆盖至反射层M2所在的平面的下方，此时透明基板2230配合上、下反射层，可以明显减少LED芯片220发出的光线经反射或散射而射入基板内部被吸收。

图9简单示意了根据本发明实施的一种发光装置。该发光装置同样具有至少两个反射层M2和M3，采用的LED芯片220具有透明基板2230。与图7所示发光装置不同的是，透明基板2230下方的反射层M3直接形成在基板2230的背面，其材料可以为金属反射层（如Ag、Al等高反射率的材料），或者绝缘反射层（例如DBR）。

图10显示了用于图9所示发光装置的一种LED芯片220的结构，该结构与图5所示的LED芯片基本相同，区别在于：选用透明基板2230，并在透明基板2230的背面设置反射层M3。在一些实施例中，也可以采用图4或图6所示的结构，同样的在图4或者图6所示的LED芯片220的基板2230背面设置反射层M3。

图11简单示意了根据本发明实施的一种发光装置。该发光装置包括：支架210、LED芯片220通过接合层250安装于支架210上、封装材料层230覆盖该LED芯片220以该LED芯片220密封于该支架上。其中LED芯片包括外延叠层2210、基板2230及连接两者的接合层2280，其中该接合层2280的上、下方设有第一反射层M21（或者M1）和第二反射层M22。

图12显示了用于图9所示发光装置的一种LED芯片220的结构。该LED芯片从上到下依次包含：外延叠层2210、第一电极2221/第二电极2222、第一电连接层2241/第二电连接层、绝缘层2260、第三电连接层2244、接合层2280、反射层2290和基板2230。其中第一反射层可以为第一电连接层2241和/或第三电连接层2244。优选的，第三电连接层2244一方面电连接第二半导体层2213与第一电连接层2242，另一方面作为第一反射层M21，包括Al、Cr或者Ag等反射材料。接合层2280用于结合外延叠层2210和基板2230，其材料可以根据需要选用金属材料或者非金属材料。

在一些实施例中，该发光装置应用于大电流密度下（例如电流密度≥1 A/mm²，可以为2 A/mm² 或者3A/mm²），该接合层2280优选采用金属键合材料，此时反射层2290优选也采用高反射的金属材料（例如铝、银等金属），如此可以形成散热通道，有利于将堆积在第二半导体层2213的热量通过第三导电层2244、接合层2280、反射层2290、基板2230引至支架210上，从支架210导出。在一些实施例中，该发光装置的接合层2280也可以采用绝缘层，此时反射层2290可以为金属反射层也可以为绝缘反射层。

图13显示了用于图9所示发光装置的一种LED芯片220的结构。与图12所示的LED芯片的结构不同的是，接合层2280的侧壁2281由反射层包覆。安装有该LED芯片220的发光装置中，LED芯片220发出的光线经由支架210侧壁的反射或者封装材料层230的反射和/或散射，射至接合层2280，包覆在接合层的侧壁2281的反射层直接反射，避免光线进入射入接合层内部2280。

图14简单示意了根据本发明实施的一种发光装置。与图11所示发光装置不同的是，支架210的芯片安装区域2101表面上设置有反射层260，LED芯片220通过结合层250安装于该反射层260上，其中基板2230为透明材料，其中基板的透光性优选为70%以上。LED芯片结构可以参考图12和13所示结构。

在该发光装置中，至少包括了三个反射层：第一反射层、第二反射层M22和第三反射层M3，其中第一反射层设置于结合层2280的上方，可以为M1或者M21，主要用于直接反射LED芯片的有源层向下发射的光线，其与LED芯片的出光面S11的距离为10μm以下，例如可以为4~8μm，第二反射层M22设置在结合层2280与透明基板2230之间，与LED芯片的出光面S11的距离为20μm以下，例如可以为7~10μm，或者10~15μm，第三反射层M3设置于透明基板2230与支架210之间，与LED芯片的出光面S11的距离为50μm以上，该第二反射层M22、第三反射层M3和透明基板2230形成一个光传输通道，LED芯片220发出的光线由于支架210侧壁的反射造成的部分光入射到透明基板2230内，光会从透明基板2230的另一端射出，减少被结合层2280或者支架210吸收。

图15简单示意了根据本发明实施的一种发光装置。该发光装置同样包含了至少三个反射层第一反射层、第二反射层M22和第三反射层M3，与图14所示发光装置不同的是，第三反射层M3位于结合层250与透明基板2230之间。图16显示了用于图15所示发光装置的一种LED芯片220的结构，该第三反射层M3形成在透明基板2230的背面。

图17简单示意了根据本发明实施的一种发光装置。与图11所示发光装置不同的是，该发光装置的LED芯片220具有反射基板2230，反射率优选为90%以上，可以为白色陶瓷，用于固定LED芯片220的结合层250优选为反射材料，其反射率较佳为80%以上，可以为白色固晶胶。LED芯片220的具体结构可以参考图5或图6所示结构，基板2230为反射基板，第三电连接层2244邻近基板的一侧包含结合层2280。结合层2280上方设置有反射层M1和/或M21，因此有源层发出的向下的光直接被反射，不会再经过结合层导致部分光被吸收。同时，在该发光装置的LED芯片220发出的光线由于支架侧壁的反射造成的部分光照射到反射基板2230的表面，可以直接进行反射，减少基板2230或者支架210的吸光。

在一些实施例中，封装该LED芯片220的封装材料层230中含有颗粒231，LED芯片220发出的部分光线会被反射或者散射，射至反射基板2230侧面，直接被反射。

在一些实施例中，LED芯片的周围和上方覆盖有荧光粉，LED芯片220发出的部分光线会被反射或者散射照到反射基板侧面，直接被反射。

图18简单示意了图17所示发光装置的一种变形。该发光装置的LED芯片220之基板并不限于反射基板，其可以为透明基板（例如蓝宝石基板、玻璃基板等）或者吸光基板（例如硅基板等），在基板的侧壁形成反射层2231。

图19简单示意了根据本发明实施的一种发光装置。与图3所示发光装置相同之处不再赘述，不同之处在于：在封装材料层230的下方设有反射性材料层231，其围绕LED芯片220的外侧面S13，但不覆盖LED芯片的出光面S11。该反射材料可以为硅树脂、环氧化物或者硅树脂-环氧化物混合材料，例如白胶。优选的，该反光材料层231的上表面S21优选不低于LED芯片的基板2230上表面S14。

图3所示该发光装置中，LED芯片220的厚度主要取决于基板2230的厚度，该基板厚度一般达50μ0以上，例如100μm，因此当该发光装置工作是，LED芯片220发射的光线射入封装材料层230时，部分光线经反射或散射，容易从基板2230的侧面入射入基板内部，被基板、支架或者LED芯片内部吸收。图19所示发光装置在封装材料层与支架之间围绕LED芯片的周围填充反射材料层231，该反射材料层231不低于基板2230的上表面S14，因此可以有效防止LED芯片发射的光线射入封装材料层230后经反射或散射后射入基板2230。

在一些实施例中，该反射材料层的上表面S21与LED芯片的出光面S11的距离H1优先为20μm以内，更佳为10μm以内。在一个具体的实施例中，反光材料层231环绕LED芯220周围达到直至基板2230的上表面S14。在一些实施例中，该反光材料层231环绕LED芯220周围达到直至覆盖LED芯片的电极，如图20所示。在一些实施例中，该反光材料层231环绕LED芯220周围达到直至与LED芯片的上表面齐平，如图21所示。

图22简单示意了根据本发明实施的一种发光装置。与图3所示发光装置不同的是，该发光装置的支架210不具有碗杯结构，例如为平板结构，封装材料层230覆盖LED芯片及引线。在一些较佳实施例中，封装材料层230对应于LED芯片220的上方形成透镜结构232，该透镜结构232可以和封装材料层230采用相同的材料，也可以采用不同的材料。

图23简单示意了根据本发明实施的一种发光装置。与图22所示发光装置不同的是，在支架210与封装材料层230之间设有环绕LED芯片220的反射材料231，该反射材料231可以与LED芯片的出光面S11齐平，或者低于该出光面S11。

图24和25简单示意了根据本发明实施的一种发光装置。该发光装置包括支架210和安装于支架上的至少两个的LED芯片220及封装材料层（图中没有示出）。

在该发光装置中，多个LED芯片220安装于同一支架210内里，相邻的LED芯片220之间存在相互挡光的问题。定义OL为相邻的两个LED芯片220交叠的长度，L为LED芯片的长度，W为LED芯片的宽度，P为该LED芯片220的周长，即2×(L+W)，T是该LED芯片220的厚度，G是相邻的LED芯片220之间的间距，LED芯片间的挡光主要与芯片的厚度T、芯片之间的间隙G、及相邻的LED芯片交叠的长度有关，具体为：与LED芯片的厚度T成正比，与LED芯片之间的间隙G成反比，与相邻的LED芯片交叠的区域占芯片的侧表面总面积的比例（OL/P）成正比，因此定义挡光因子F1和F2，其中F1∝T/G，F2∝OL/P，定义挡光系数为R= F1×F2，R越大，该LED芯片之间的侧挡光影响越大。在本实施例中，该发光装置采用图5或6所示的LED芯片，其在外延叠层2210与基板2230之间设有反射层M1或M21，该反射层到LED芯片的出光面S11的距离D1可以达10μm以下，到有源层的距离D2可以达5μm以下，因此LED芯片的发光角较小，优选等于或小于120°，例如可以为110~120°，有源层2212发射的光线主要从出光面S11射出，因此LED芯片之间的侧挡光影响较小，相邻芯片的间距G可以为150μm，较佳值为50~120μm，可以兼顾挡光影响及封装体尺寸，对应的，挡光系数R优选取0.2以上的数值，这样可以更加充分的利用空间，同时在光效不变情况下，缩小封装尺寸，或者相同封装尺寸下增大芯片的面积，从而提升光效。较佳的，该挡光系数R的较佳取值为0.2~2。

在一个实施例中，LED芯片的尺寸如下：长度L为1000μm，宽度W为500μm，高度T为150μm，相邻LED芯片之间的交叠长度OL为500μm，间距G为100μm，则R=0.25。在另一个实施例中，LED芯片的尺寸不变，相邻LED芯片之间的交叠长度OL为1000μm，间距G为100μm，则R=0.5。在另一个实施例中，LED芯片的尺寸不变，交叠长度OL为1000μm，间距G为50μm，则R=1。

在一些具体的实施样态中，可以根据需要设置波长转换层，该波长转换层可以直接在封装材料层中掺入荧光粉或者采用波长转换薄片。优选的，该波长转换层形成在LED芯片的上表面所在平面以上，较佳的，仅在LED芯片的出光面上设置波长转换层。

图26简单显示了一种发光装置，与图24所示发光装置不同的是，该发光装置包括支架和位于支架之上的至少三个LED芯片，该多个LED芯片发射的光谱不同，例如分别发射红、蓝和绿三种光线，同时支架可以为平板结构或者碗杯结构。LED芯片可以采用图4~6所示的任意一种LED芯片。

在一些实施例中，该发光装置要求在4A/mm²甚至5A/mm²的高电流密度下，例如此时优选采用图6所示的LED芯片。具体的，该基板2230优选采用散热性佳的绝缘基板，例如陶瓷基板，可以实现了热电分离的结构，为高电流密度驱动提供良好基础，同时可以快速将外延叠层产生的热量引至支架并导出；进一步地，该LED芯片的发光角小于或等于120°，例如为120~110°，在光效不变情况下，可以有效缩小封装尺寸，或者相同封装尺寸下增大芯片的面积。在一具实施例中，该发光装置应用于舞台灯，包括了A、B、C、D四个LED芯片，分别发射白光、红光、蓝光和绿光。其中白光LED芯片的出光面涂布有荧光粉，用于发射白光。每个LED芯片之间的间距为50~150微米。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种发光装置，包括：

支架，具有用于安装LED芯片的安装表面；

LED芯片，包含基板和外延叠层，安装于所述支架的安装表面上，具有相对的上表面和下表面，其中上表面为出光面；

封装材料层，覆盖于所述LED芯片的表面，将所述LED芯片密封于所述支架上；

其特征在于：还包括第一金属反射层和第二金属反射层，定义LED芯片的厚度为T，该第一、第二金属反射层到该LED芯片的出光面的距离分别为D1和D2，则D1<D2<T/2。

2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述LED芯片的发光角度小于或等于120°。

3.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于：所述LED芯片的发光角为110~120°。

4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述H1为4~8μm。

5.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述H2为20μm以下。

6.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：还包括一第三反射层，该反射层到所述LED芯片的出光面的距离介于0.8T~1.2T。

7.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述LED芯片依次包含外延叠层、第一金属反射层、第二金属反射层、结合层和基板。

8.根据要利要求7所述的发光装置，其特征在于：还包括一第三反射层，其位于所述结合层与基板之间。

9.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述LED芯片依次包含外延叠层、第一金属反射层、结合层、第二金属反射层和基板。

10.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：包含第一金属反射层、第二金属反射层和第三金属反射层，依次位于所述外延叠层与基板之间。

11.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述LED芯片还包含位于所述基板之上的第一电极和第二电极，该第一电极和第二电极位于所述外延叠层的外侧，与所述外延叠层的下表面形成电性连接。

12.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述LED芯片还包含位于基板之上的导电层、第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极分别通过导电层从所述外延叠层的下表面引出，朝向所述外延叠层的上表面。

13.根据权利要求11或者12所述的发光装置，其特征在于：所述支架设有第一焊线区和第二焊线区，该第一焊线区和第二焊线区彼此电性隔离，所述第一电极和第二电极通过引线分别连接到所述支架的第一焊线区和第二焊线区。

14.根据权利要求13所述的发光装置，其特征在于：所述外延叠层去除生长衬底，其上表面为出光面，从下到上依次包含第一半导体层、有源层和第二半导体层。

15.根据权利要求13所述的发光装置，其特征在于：所述LED芯片还包含第一电连接和第二电连接层，其中第一电连接层电连接第一半导体层和第一电极，第二电连接层电连接第二半导体层和第二电极。

16.根据权利要求15所述的发光装置，其特征在于：所述第一电连接层包括一反射层，作为第一金属反射层。

17.根据权利要求15所述的发光装置，其特征在于：还包括第三电连接层，其位于第一、第二电连接层的下方，具有至少一个第一延伸部和一个第二延伸部，其中第一延伸部贯穿第一半导体层、有源层，与第二半导体层接触，第二延伸部与第二电连接层接触。

18.根据权利要求17所述的发光装置，其特征在于：所述第三电连接层包括一反射层作为第二金属反射层。

19.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：还包括一反光胶，该反光胶位于该支架和封装材料层之间，该反光胶环绕所述LED芯的周围达到直至达到所述基板的上表面，或者高于所述基板上表面所在的平面。

20.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：还包括光转换层，其位于所述LED芯片的上表面所在平面的上方。