很多人問LED芯片是什么材質(zhì)的,今天小編來給大家簡單介紹一下吧。
簡單來說,LED芯片的核心材料是半導(dǎo)體化合物,不同的發(fā)光顏色,對(duì)應(yīng)的材料體系也不一樣。最常見的幾種是:
氮化鎵(GaN)體系:主要用來做藍(lán)光、綠光和白光LED?,F(xiàn)在市面上大多數(shù)白光LED,都是在藍(lán)光GaN芯片上再加熒光粉轉(zhuǎn)換出來的。
砷化鎵(GaAs)和磷化鎵(GaP)體系:這兩種主要用于紅光、橙光、黃光LED。
氮化鋁鎵(AlGaN)體系:這個(gè)主要是做紫外LED用的,像UVA、UVB、UVC芯片,都是用這一類材料。
這些聽起來名字挺拗口,其實(shí)背后就是化學(xué)元素的組合比例不同。比如GaN(氮化鎵)這種材料的帶隙大,所以能發(fā)出波長短的光,比如藍(lán)光;而GaAs(砷化鎵)帶隙小,就適合發(fā)紅光。芯片廠就是靠這些化學(xué)元素的微調(diào),來控制發(fā)光顏色的。
近幾年還有一種新材料體系碳化硅(SiC)和氮化鎵系外延結(jié)合,主要是為了提高導(dǎo)熱性能和效率。SiC襯底的散熱性比藍(lán)寶石好,雖然貴,但在高功率LED和車燈上特別吃香。我們有個(gè)客戶做車用LED模組,后來從藍(lán)寶石基換成SiC基,芯片溫度下降了近10℃,亮度提升也挺明顯。

紫外LED用的材料則更“苛刻”,通常是AlGaN系材料,發(fā)光波長越短,對(duì)鋁含量要求越高,而鋁的比例一上去,晶體生長就難度大,所以UVC芯片良率一直不高。這也是為什么高端的深紫外LED價(jià)格一直居高不下的原因。
要說到封裝層面,芯片外面還會(huì)加上電極層、反射層、絕緣層等結(jié)構(gòu)。電極一般用金(Au)或銀(Ag)作導(dǎo)電材料;反射層會(huì)用到鋁或銀膜,用來把光反射出去提高亮度;有些高端芯片還會(huì)采用倒裝結(jié)構(gòu),把發(fā)光面朝上,減少光損失。
LED芯片的材質(zhì)選擇,說到底就是在“發(fā)光效率”和“成本”之間找平衡。便宜的材料做不出高亮芯片,高端材料又貴,所以不同場(chǎng)景、不同需求,芯片廠的配方也都不一樣。
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