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關于LED芯片的相關知識

中國視聽網資訊 更新時間:2011-10-9 9:12:34  編輯:天嘯  [ ]     手機訪問

一、LED歷史
  50年前人們已經了解半導體材料可產生光線的基本知識,1962年,通用電氣公司的尼克•何倫亞克(Nick HolonyakJr.)開發出第一種實際應用的可見光發光二極管。LED是英文light emitting diode(發光二極管)的縮寫,它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料,置于一個有引線的架子上,然后四周用環氧樹脂密封,即固體封裝,所以能起到保護內部芯線的作用,所以LED的抗震性能好。
  最初LED用作儀器儀表的指示光源,后來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應用,產生了很好的經濟效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例,在美國本來是采用長壽命、低光效的140瓦白熾燈作為光源,它產生2000流明的白光。經紅色濾光片后,光損失90%,只剩下200流明的紅光。而在新設計的燈中,LumiLEDs公司采用了18個紅色LED光源,包括電路損失在內,共耗電14瓦,即可產生同樣的光效。汽車信號燈也是LED光源應用的重要領域。

  二、LED芯片的原理
  LED(Light Emitting Diode),發光二極管,是一種固態的半導體器件,它可以直接把電轉化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片,晶片的一端附在一個支架上,一端是負極,另一端連接電源的正極,使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成,一部分是P型半導體,在它里面空穴占主導地位,另一端是N型半導體,在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候,它們之間就形成一個“P-N結”。當電流通過導線作用于這個晶片的時候,電子就會被推向P區,在P區里電子跟空穴復合,然后就會以光子的形式發出能量,這就是LED發光的原理。而光的波長也就是光的顏色,是由形成P-N結的材料決定的。

  三、主要芯片廠商
  德國的歐司朗,美國的流明、CREE、AXT,臺灣的廣稼、國聯(FPD)、鼎元(TK)、華汕(AOC)、漢光(HL)、艾迪森、光磊(ED),韓國的有首爾,日本的有日亞、東芝,大陸的有大連路美、福地、三安、杭州士蘭明芯、仿日亞等它們都是大家耳熟能詳的芯片供應商,下面根據產地細分下。
   臺灣LED芯片廠商:晶元光電(Epistar)簡稱:ES、(聯詮、元坤,連勇,國聯),廣鎵光電(Huga),新世紀(Genesis Photonics),華上(Arima Optoelectronics)簡稱:AOC,泰谷光電(Tekcore),奇力,鉅新,光宏,晶發,視創,洲磊,聯勝(HPO),漢光(HL),光磊(ED),鼎元(Tyntek)簡稱:TK,曜富洲技TC,燦圓(FormosaEpitaxy),國通,聯鼎,全新光電(VPEC)等。華興(Ledtech Electronics)、東貝(UnityOptoTechnology)、光鼎(ParaLight Electronics)、億光(Everlight Electronics)、佰鴻(Bright LED Electronics)、今臺(King bright)、菱生精密(Lingsen Precision Industries)、立基(Ligitek Electronics)、光寶(Lite-On Technology)、宏齊(HARVATEK)等。
   大陸LED芯片廠商:三安光電簡稱(S)、上海藍光(Epilight)簡稱(E)、士蘭明芯(SL)、大連路美簡稱(LM)、迪源光電、華燦光電、南昌欣磊、上海金橋大晨、河北立德、河北匯能、深圳奧倫德、深圳世紀晶源、廣州普光、揚州華夏集成、甘肅新天電公司、東莞福地電子材料、清芯光電、晶能光電、中微光電子、乾照光電、晶達光電、深圳方大,山東華光、上海藍寶等。
   國外LED芯片廠商:CREE,惠普(HP),日亞化學(Nichia),豐田合成,大洋日酸,東芝、昭和電工(SDK),LumiLEDs,旭明(SmiLEDs),Genelite,歐司朗(Osram),GeLcore,首爾半導體等,普瑞,韓國安螢(Epivalley)等

   四、LED芯片的分類
   1.MB芯片定義與特點
   定義:MetalBonding(金屬粘著)芯片;該芯片屬于UEC的專利產品。特點:
  (1)采用高散熱系數的材料---Si作為襯底,散熱容易。
   Thermal Conductivity
   GaAs:46W/m-KGaP:77W/m-K
   Si:125~150W/m-K
   Cupper:300~400W/m-k
   SiC:490W/m-K
  (2)通過金屬層來接合(waferbonding)磊晶層和襯底,同時反射光子,避免襯底的吸收。
  (3)導電的Si襯底取代GaAs襯底,具備良好的熱傳導能力(導熱系數相差3~4倍),更適應于高驅動電流領域。
  (4)底部金屬反射層,有利于光度的提升及散熱。
  (5)尺寸可加大,應用于Highpower領域,eg:42milMB。

  2.GB芯片定義和特點
   定義:GlueBonding(粘著結合)芯片;該芯片屬于UEC的專利產品。特點:
  (1)透明的藍寶石襯底取代吸光的GaAs襯底,其出光功率是傳統AS(Absorbable structure)芯片的2倍以上,藍寶石襯底類似TS芯片的GaP襯底。
  (2)芯片四面發光,具有出色的Pattern圖。
  (3)亮度方面,其整體亮度已超過TS芯片的水平(8.6mil)。
  (4)雙電極結構,其耐高電流方面要稍差于TS單電極芯片。

  3.TS芯片定義和特點
  定義:transparentstructure(透明襯底)芯片,該芯片屬于HP的專利產品。特點:
  (1)芯片工藝制作復雜,遠高于ASLED。
  (2)信賴性卓越。
  (3)透明的GaP襯底,不吸收光,亮度高。
  (4)應用廣泛。
  4.AS芯片定義與特點
  定義:Absorbablestructure(吸收襯底)芯片;經過近四十年的發展努力,臺灣LED光電業界對于該類型芯片的研發、生產、銷售處于成熟的階段,各大公司在此方面的研發水平基本處于同一水平,差距不大。
  大陸芯片制造業起步較晚,其亮度及可靠度與臺灣業界還有一定的差距,在這里我們所談的AS芯片,特指UEC的AS芯片,eg:712SOL-VR,709SOL-VR,712SYM-VR,709SYM-VR等。

  特點:
 (1)四元芯片,采用MOVPE工藝制備,亮度相對于常規芯片要亮。
 (2)信賴性優良。
 (3)應用廣泛。

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