一、LED歷史

　　50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識(shí)，個(gè)商用二極管產(chǎn)生于1960年。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(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。

　　發(fā)光二極管的部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的晶片，在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為p-n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(shí)會(huì)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。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED. 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。

　　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(hào)燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。以12英寸的紅色交通信號(hào)燈為例，在美國(guó)本來是采用長(zhǎng)壽命，低光效的140瓦白熾燈作為光源，它產(chǎn)生2000流明的白光。經(jīng)紅色濾光片后，光損失90%,只剩下200流明的紅光。而在新設(shè)計(jì)的燈中，Lumileds公司采用了18個(gè)紅色LED光源，包括電路損失在內(nèi)，共耗電14瓦，即可產(chǎn)生同樣的光效。 汽車信號(hào)燈也是LED光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。

　　對(duì)于一般照明而言，人們更需要白色的光源。1998年發(fā)白光的LED開發(fā)成功。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石（YAG）封裝在一起做成。GaN芯片發(fā)藍(lán)光（λp=465nm,Wd=30nm），高溫?zé)Y(jié)制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光射，峰值550nm.藍(lán)光LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有YAG的樹脂薄層，約200-500nm. LED基片發(fā)出的藍(lán)光部分被熒光粉吸收，另一部分藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到得白光?，F(xiàn)在，對(duì)于InGaN/YAG白色LED,通過改變YAG熒光粉的化學(xué)組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度，可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。這種通過藍(lán)光LED得到白光的方法，構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低廉、技術(shù)成熟度高，因此運(yùn)用多。

　　二、led芯片的原理

　　led芯片也稱為led發(fā)光芯片，是led燈的組件，也就是指的P-N結(jié)。其主要功能是：把電能轉(zhuǎn)化為光能，芯片的主要材料為單晶硅。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)P-N結(jié)。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。

　　三、主要芯片廠商

　　臺(tái)灣LED芯片廠商

　　晶元光電（Epistar）簡(jiǎn)稱：ES、（聯(lián)詮、元坤，連勇，國(guó)聯(lián)），廣鎵光電（Huga），新世紀(jì)（Genesis Photonics），華上（Arima Optoelectronics）簡(jiǎn)稱：AOC,泰谷光電（Tekcore），奇力，鉅新，光宏，晶發(fā)，視創(chuàng)，洲磊，聯(lián)勝（HPO），漢光（HL），光磊（ED），鼎元（Tyntek）簡(jiǎn)稱：TK,曜富洲技TC,燦圓（Formosa Epitaxy），國(guó)通，聯(lián)鼎，全新光電（VPEC）等。   華興（Ledtech Electronics）、東貝（Unity Opto Technology）、光鼎（Para Light Electronics）、億光（Everlight Electronics）、佰鴻（Bright LED Electronics）、今臺(tái)（Kingbright）、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(jiǎn)稱（S）、上海藍(lán)光（Epilight）簡(jiǎn)稱（E）、士蘭明芯（SL）、大連路美簡(jiǎn)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(jì)晶源、廣州普光、揚(yáng)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(dá)光電、深圳方大，山東華光、上海藍(lán)寶等。

　　國(guó)外LED芯片廠商

　　CREE,惠普（HP），日亞化學(xué)（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(dǎo)體等，普瑞，韓國(guó)安螢（Epivalley）等。

　　四、LED芯片的分類

　　1.MB芯片定義與特點(diǎn)

　　定義：MetalBonding（金屬粘著）芯片；該芯片屬于UEC的產(chǎn)品。特點(diǎn)：

　?。?）采用高散熱系數(shù)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

　?。?）通過金屬層來接合（waferbonding）磊晶層和襯底，同時(shí)反射光子，避免襯底的吸收。

　?。?）導(dǎo)電的Si襯底取代GaAs襯底，具備良好的熱傳導(dǎo)能力（導(dǎo)熱系數(shù)相差3~4倍），更適應(yīng)于高驅(qū)動(dòng)電流領(lǐng)域。

　　（4）底部金屬反射層，有利于光度的提升及散熱。

　?。?）尺寸可加大，應(yīng)用于Highpower領(lǐng)域，eg:42milMB.

　　2.GB芯片定義和特點(diǎn)

　　定義：GlueBonding（粘著結(jié)合）芯片；該芯片屬于UEC的產(chǎn)品。特點(diǎn)：

　　（1）透明的藍(lán)寶石襯底取代吸光的GaAs襯底，其出光功率是傳統(tǒng)AS（Absorbable structure）芯片的2倍以上，藍(lán)寶石襯底類似TS芯片的GaP襯底。

　?。?）芯片四面發(fā)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）。

　?。?）雙電極結(jié)構(gòu)，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(diǎn)

　　定義：transparentstructure（透明襯底）芯片，該芯片屬于HP的產(chǎn)品。特點(diǎn)：

　?。?）芯片工藝制作復(fù)雜，遠(yuǎn)高于ASLED.

　?。?）信賴性卓越。

　?。?）透明的GaP襯底，不吸收光，亮度高。

　　（4）應(yīng)用廣泛。

　　4.AS芯片定義與特點(diǎn)

　　定義：Absorbablestructure（吸收襯底）芯片；經(jīng)過近四十年的發(fā)展努力，臺(tái)灣LED光電業(yè)界對(duì)于該類型芯片的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售處于成熟的階段，各大公司在此方面的研發(fā)水平基本處于同一水平，差距不大。

　　大陸芯片制造業(yè)起步較晚，其亮度及可靠度與臺(tái)灣業(yè)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(diǎn)：

　　（1）四元芯片，采用MOVPE工藝制備，亮度相對(duì)于常規(guī)芯片要亮。

　?。?）信賴性優(yōu)良。

　?。?）應(yīng)用廣泛。