技术领域
[0001] 本
发明涉及LED技术领域，尤其涉及一种提高LED光效的方法。
背景技术
[0002] 近年来，随着经济的发展及现代化
进程的推进，
能源问题再次引起了人们的广泛关注，发展低
碳节能产品成为可持续发展的必经之路。最为一种常见的节能产品
LED灯以其独有的魅
力成为当前乃至今后一段时间内的市场明星，给人们的生活带来了诸多便利，同时也为人们节约了大量
电能。
[0003] LED(Light Emitting Diode，发光
二极管)凭借其寿命长、能耗少、光效高等优点正逐渐取代传统的照明
光源，越来越广泛地应用于照明领域中。对于LED灯取代传统的
白炽灯和
荧光灯，其关键在于提高
发光效率和降低成本。理论上用蓝光LED激发黄色荧光粉合成白光的发光效率高达每瓦300多流明，但是现在的实际效率还不到理论值的三分之二，大概是理论值的一半左右，其中一个重要原因是一部分从激活区发出的光无法从LED芯片内部逃逸出来。
[0004] 目前现阶段用于提高LED光效的主要途径包括有：应用晶格较为匹配的衬底、四元合晶InAlGaN生长多
量子阱、图形化衬底
外延生长、非极性面生长、量子阱组分与形状的调节等技术手段。但是，这些传统技术手段的重点均集中在如何生长高
质量、组分均匀、无分凝，
应力小的InGaN材料及对已生长的InGaN阱层材料的保护上，其不仅工艺步骤繁琐复杂，而且所需成本高。
现有技术中出现了在
电极结构中加入金属
铝层，以提高电极的反射率，从而达到提高光效的目的。但是，在LED芯片的制程中，湿法蚀刻及干法蚀刻(ICP蚀刻)均需使用含氯的化学物质，电极结构中的铝一旦与氯离子
接触就会发生化学反应，形成铝污染，电极易脱落进而造成产品的重工或报废。
[0005]
申请号为201710444752.0的中国发明
专利公开了一种提高LED光电转换效率的方法，采用的技术方案是，将鳍片、管型等
散热器件的表面作粗糙的
表面处理，使带热量的器件表面与空气流动具有比较大的黏着性，让外界的气体进行充分的热交换和
位置交换，以达到提高光电转换效率的目的。有益效果是，实施容易，散热效果好。这种方法是是通过增强散热来达到提高光效的目的，仅仅对鳍片、管型等
散热器件的表面作粗糙的表面处理对提高光效的效果不明显。
[0006] 因此，设计一种提高LED光效的新方法势在必行。
发明内容
[0007] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供一种提高LED光效的方法，该方法简单易实现，成本低，对LED光效提高明显，通过这种方法处理的LED光电转化效率高，使用寿命长，散热效果好。
[0008] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0009] 一种提高LED光效的方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0010] 步骤S1、LED外延片的制备：在LED衬底上依次外延生长N型掺杂GaN层、多量子阱层、发光量子阱层、
电子阻挡层和P型掺杂GaN层，蒸
镀形成负极和正极，其中，负极形成在
刻蚀后暴露的N型掺杂GaN层上，正极形成在P型掺杂GaN层上，得到LED外延片；
[0011] 步骤S2、ITO透明导电层的制备：将经过步骤S1制成的LED外延片，放置在蒸镀腔的载盘上，并将所述LED外延片
温度维持180-220℃，在流量为12-15sccm的
氧气气氛中，以1.5-3.5埃/秒的
薄膜沉积速率在所述LED外延片表面制备ITO透明导电层；
[0012] 步骤S3、
热处理：依次进行正火和回火处理；
[0013] 步骤S4、在LED芯片的表面贴覆
隔热透明膜。
[0014] 进一步地，步骤S1中所述电子阻挡层为pAlGaN/InMgN/pInGaN电子阻挡层、PAlGaN/PInGaN电子阻挡层中的至少一种；
[0015] 进一步地，步骤S3中所述所述正火温度520-600℃，保温时间为4-8分钟；所述回火温度为350-400℃，保温时间3-5分钟。
[0016] 进一步地，所述LED芯片的晶型为4H-SiC或6H-SiC。
[0017] 进一步地，所述隔热透明膜是由超支化环氧
树脂和碳酸烯丙基苯酯/
氨乙烯基
丙二酸二乙酯/3-氨基巴豆腈/双(三乙氧基
硅基)乙烯共聚物共混制成。
[0018] 进一步地，所述碳酸烯丙基苯酯/氨乙烯基丙二酸二乙酯/3-氨基巴豆腈/双(三乙氧基硅基)乙烯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将碳酸烯丙基苯酯、氨乙烯基丙二酸二乙酯、3-氨基巴豆腈、双(三乙氧基硅基)乙烯、引发剂加入到高沸点
溶剂中，在氮气或惰性气体氛围下，65-80℃下搅拌反应4-6小时，后在
水中沉出，用
乙醇洗涤产物，最后置于
真空干燥箱中80-90℃下干燥至恒重，得到所述碳酸烯丙基苯酯/氨乙烯基丙二酸二乙酯/3-氨基巴豆腈/双(三乙氧基硅基)乙烯共聚物。
[0019] 优选地，所述碳酸烯丙基苯酯、氨乙烯基丙二酸二乙酯、3-氨基巴豆腈、双(三乙氧基硅基)乙烯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:2:1:0.5:(0.03-0.05):(15-25)。
[0020] 优选地，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。
[0021] 优选地，所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种。
[0022] 优选地，所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。
[0023] 优选地，所述超支化
环氧树脂为自制，制备方法参考：樊庆春,孙波,and黄茂喜."一种超支化环氧树脂的制备与性能."全国环氧树脂应用技术学术交流会暨学会西北地区分会学术交流会暨西安粘接技术协会学术交流会2012。
[0024] 由于上述技术方案运用，本发明专利与现有技术相比具有下列优点：本发明提供的一种提高LED光效的方法，该方法简单易实现，成本低，对LED光效提高明显，通过这种方法处理的LED光电转化效率高，使用寿命长，散热效果好；通过阻热膜的设置使得热量不易向芯片散发，避免高温对芯片的影响，通过有效的配置，使得所制的LED可以改进有源区的
电流扩展，降低电流堆积效应，而降低p电极对光的吸收，增加衬底边光的提取。
具体实施方式
[0025] 本发明涉及一种提高LED光效的方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0026] 步骤S1、LED外延片的制备：在LED衬底上依次外延生长N型掺杂GaN层、多量子阱层、发光量子阱层、电子阻挡层和P型掺杂GaN层，蒸镀形成负极和正极，其中，负极形成在刻蚀后暴露的N型掺杂GaN层上，正极形成在P型掺杂GaN层上，得到LED外延片；
[0027] 步骤S2、ITO透明导电层的制备：将经过步骤S1制成的LED外延片，放置在蒸镀腔的载盘上，并将所述LED外延片温度维持180-220℃，在流量为12-15sccm的氧气气氛中，以1.5-3.5埃/秒的薄膜沉积速率在所述LED外延片表面制备ITO透明导电层；
[0028] 步骤S3、热处理：依次进行正火和回火处理；
[0029] 步骤S4、在LED芯片的表面贴覆隔热透明膜。
[0030] 进一步地，步骤S1中所述电子阻挡层为pAlGaN/InMgN/pInGaN电子阻挡层、PAlGaN/PInGaN电子阻挡层中的至少一种；步骤S3中所述所述正火温度520-600℃，保温时间为4-8分钟；所述回火温度为350-400℃，保温时间3-5分钟；所述LED芯片的晶型为4H-SiC或6H-SiC。
[0031] 进一步地，所述隔热透明膜是由超支化环氧树脂和碳酸烯丙基苯酯/氨乙烯基丙二酸二乙酯/3-氨基巴豆腈/双(三乙氧基硅基)乙烯共聚物共混制成；所述碳酸烯丙基苯酯/氨乙烯基丙二酸二乙酯/3-氨基巴豆腈/双(三乙氧基硅基)乙烯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将碳酸烯丙基苯酯、氨乙烯基丙二酸二乙酯、3-氨基巴豆腈、双(三乙氧基硅基)乙烯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在氮气或惰性气体氛围下，65-80℃下搅拌反应4-6小时，后在水中沉出，用乙醇洗涤产物，最后置于真空干燥箱中80-90℃下干燥至恒重，得到所述碳酸烯丙基苯酯/氨乙烯基丙二酸二乙酯/3-氨基巴豆腈/双(三乙氧基硅基)乙烯共聚物。
[0032] 优选地，所述碳酸烯丙基苯酯、氨乙烯基丙二酸二乙酯、3-氨基巴豆腈、双(三乙氧基硅基)乙烯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:2:1:0.5:(0.03-0.05):(15-25)；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种；所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。
[0033] 优选地，所述超支化环氧树脂为自制，制备方法参考：樊庆春,孙波,and黄茂喜."一种超支化环氧树脂的制备与性能."全国环氧树脂应用技术学术交流会暨学会西北地区分会学术交流会暨西安粘接技术协会学术交流会2012。
[0034] 由于上述技术方案运用，本发明专利与现有技术相比具有下列优点：本发明提供的一种提高LED光效的方法，该方法简单易实现，成本低，对LED光效提高明显，通过这种方法处理的LED光电转化效率高，使用寿命长，散热效果好；通过阻热膜的设置使得热量不易向芯片散发，避免高温对芯片的影响，通过有效的配置，使得所制的LED可以改进有源区的电流扩展，降低电流堆积效应，而降低p电极对光的吸收，增加衬底边光的提取。
[0035] 下面将结合具体
实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
[0036] 实施例1
[0037] 实施例1提供一种提高LED光效的方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0038] 步骤S1、LED外延片的制备：在LED衬底上依次外延生长N型掺杂GaN层、多量子阱层、发光量子阱层、pAlGaN/InMgN/pInGaN电子阻挡层和P型掺杂GaN层，蒸镀形成负极和正极，其中，负极形成在刻蚀后暴露的N型掺杂GaN层上，正极形成在P型掺杂GaN层上，得到LED外延片；
[0039] 步骤S2、ITO透明导电层的制备：将经过步骤S1制成的LED外延片，放置在蒸镀腔的载盘上，并将所述LED外延片温度维持180℃，在流量为12sccm的氧气气氛中，以1.5埃/秒的薄膜沉积速率在所述LED外延片表面制备ITO透明导电层；
[0040] 步骤S3、热处理：依次进行正火和回火处理；
[0041] 步骤S4、在LED芯片的表面贴覆隔热透明膜。
[0042] 步骤S3中所述所述正火温度520℃，保温时间为4分钟；所述回火温度为350℃，保温时间3分钟。
[0043] 所述LED芯片的晶型为4H-SiC。
[0044] 所述隔热透明膜是由超支化环氧树脂和碳酸烯丙基苯酯/氨乙烯基丙二酸二乙酯/3-氨基巴豆腈/双(三乙氧基硅基)乙烯共聚物共混制成。
[0045] 所述碳酸烯丙基苯酯/氨乙烯基丙二酸二乙酯/3-氨基巴豆腈/双(三乙氧基硅基)乙烯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将碳酸烯丙基苯酯、氨乙烯基丙二酸二乙酯、3-氨基巴豆腈、双(三乙氧基硅基)乙烯、偶氮二异丁腈加入到二甲亚砜中，在氮气氛围下，65℃下搅拌反应4小时，后在水中沉出，用乙醇洗涤产物，最后置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重，得到所述碳酸烯丙基苯酯/氨乙烯基丙二酸二乙酯/3-氨基巴豆腈/双(三乙氧基硅基)乙烯共聚物；所述碳酸烯丙基苯酯、氨乙烯基丙二酸二乙酯、3-氨基巴豆腈、双(三乙氧基硅基)乙烯、偶氮二异丁腈、二甲亚砜的质量比为1:2:1:0.5:0.03:15。
[0046] 实施例2
[0047] 实施例2提供一种提高LED光效的方法，其与实施例1基本相同，不同的是，所述电子阻挡层为PAlGaN/PInGaN电子阻挡层；步骤S3中所述所述正火温度540℃，保温时间为5分钟；所述回火温度为370℃，保温时间3.5分钟；所述LED芯片的晶型为6H-SiC。
[0048]
[0049] 实施例3
[0050] 实施例3提供一种提高LED光效的方法，其与实施例1基本相同，不同的是，所述电子阻挡层为pAlGaN/InMgN/pInGaN电子阻挡层；步骤S3中所述所述正火温度560℃，保温时间为6分钟；所述回火温度为380℃，保温时间4分钟；所述LED芯片的晶型为4H-SiC。
[0051] 实施例4
[0052] 实施例4提供一种提高LED光效的方法，其与实施例1基本相同，不同的是，所述电子阻挡层为PAlGaN/PInGaN电子阻挡层；步骤S3中所述所述正火温度580℃，保温时间为7分钟；所述回火温度为390℃，保温时间4.5分钟；所述LED芯片的晶型为6H-SiC。
[0053] 实施例5
[0054] 实施例5提供一种提高LED光效的方法，其与实施例1基本相同，不同的是，所述电子阻挡层为pAlGaN/InMgN/pInGaN电子阻挡层；步骤S3中所述所述正火温度600℃，保温时间为8分钟；所述回火温度为400℃，保温时间5分钟；所述LED芯片的晶型为4H-SiC。
[0055] 对比例1
[0056] 对比例1提供一种提高LED光效的方法，其与实施例1基本相同，不同的是，没有设置电子阻挡层。
[0057] 对比例2
[0058] 对比例2提供一种提高LED光效的方法，其与实施例1基本相同，不同的是，没有进行热处理。
[0059] 对比例3
[0060] 对比例3提供一种提高LED光效的方法，其与实施例1基本相同，不同的是，没有设置隔热透明膜。
[0061] 测试：采用积分球在驱动电流350mA条件下测试实施例1-5和对比例1-3处理后的LED芯片的光电性能。
[0062] 表1
[0063]项目 发光效率(lm/W)
实施例1 70
实施例2 72
实施例3 73
实施例4 75
实施例5 77
对比例1 66
对比例2 63
对比例3 60
[0064] 从上表可以看出，本发明实施例公开的提高LED光效的方法，效果更明显，这是各步骤协同作用的结果。
[0065] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
