一、LED 历史

　　50 年前人们已经了解半导体 材料可产生光线的基本知识,1962 年,通用电气公司的尼 克•何伦亚克(Nic kHolonyakJr.)开发出第一种实际应用的可见光发光二极管。LED 是英文 light emi tting diode(发光二极管)的缩写,它的基本结构是一块电致发光的半导体材料, 置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,即固体封装,所以能起到保护内部芯 线的作用,所以 LED 的抗震性能好。

　　最初 LED 用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的 LED 在交通信 号灯和大面积显 示屏中得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益。以 12 英寸的红色交通信号灯 为例,在美国本来是采用长寿命、低光效 的 140 瓦白炽灯作为光源,它产生 2000 流明 的白 光。经红色滤光片后,光损失 90%,只剩下 200 流明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds 公司采用了 18 个红色 LED 光源,包括电路损失在内,共耗电 14 瓦,即可产生同样的光效。 汽车信号灯也是 LED 光源应用的重要领域。

　　二、LED 芯片的原理

　　LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接 把电转化为光。LED 的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负 极,另一端连接电源 的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成, 一部分是 P 型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是 N 型半导体,在这边主要是电 子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N 结”。当电流通过导线作用 于这个晶片的时候,电子就会被推向 P 区,在 P 区里电子跟空穴复合,然后就会以光子 的 形式发出能量,这就是 LED 发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成 P-N 结的 材料决定的。

　　　　三、主要芯片厂商

　　德国的欧司朗 ,美国的流明、CREE 、AXT,台湾的广稼、国联(FPD )、鼎元(TK)、华汕(AOC)、汉光(HL)、艾迪森、光磊(ED),韩国的有首尔,日本的有日亚 、东芝,大陆的有大连路美、福地、三安、杭州士兰明芯 、仿日亚等它们都是大家耳熟能详的芯片供应商,下面根据产地细分下。

　　台湾LED芯片 厂商：晶元光电 (Epistar)简称：ES、(联诠、元坤,连勇,国联),广镓光电 (Huga),新世纪(Genesis Photonics),华上(Arima Optoelectronics)简称：AOC,泰谷光电 (Tekcore),奇力,钜新,光宏,晶发,视创,洲磊,联胜(HPO),汉光(HL),光磊(ED),鼎元(Tyntek)简称：TK,曜富洲技TC,灿圆(Formosa Epitaxy),国通,联鼎,全新光电(VPEC)等。 华兴(Ledtech Electronics)、东贝(Unity Opto Technology)、光鼎(Para Light Electronics)、亿光 (Everlight Electronics)、佰鸿(Bright LED Electronics)、今台(Kingbright)、菱生精密(Lingsen Precision Industries)、立基(Ligitek Electronics)、光宝(Lite-On Technology)、宏齐(HARVATEK)等。

　　大陆LED芯片厂商：三安光电简称(S)、上海蓝光 (Epilight)简称(E)、士兰明芯(SL)、大连路美简称(LM)、迪源光电、华灿光电、南昌欣磊、上海金桥大晨、河北立德、河北汇能、深圳奥伦德、深圳世纪晶源、广州普光、扬州华夏集成、甘肃新天电公司、东莞福地电子材料、清芯光电、晶能光电、中微光电子、乾照光电、晶达光电、深圳方大,山东华光、上海蓝宝等。

　　国外LED芯片厂商：CREE,惠普(HP),日亚化学(Nichia),丰田合成 ,大洋日酸,东芝、昭和电工(SDK),Lumileds,旭明(Smileds),Genelite,欧司朗(Osram),GeLcore,首尔半导体 等,普瑞,韩国安萤(Epivalley)等

　　　　四、LED 芯片的分类

　　1.MB 芯片定义与特点

　　定义：Metal Bonding(金属粘着)芯片;该芯片属于 UEC 的专利产品。 特点：

　　(1)采用高散热系数的材料---Si 作为衬底,散热容易。

　　Thermal Conductivity

　　GaAs: 46W/m-K GaP: 77W/m-K

　　Si: 125～150W/m-K

　　Cupper:300~400W/m-k

　　SiC: 490W/m-K

　　(2)通过金属层来接合(wafer bonding)磊晶层和衬底,同时反射光子,避免衬底的吸收。

　　(3)导电的 Si 衬底取代 GaAs 衬底,具备良好的热传导能力(导热系数相差 3~4 倍),更适 应于高驱动 电流领域。

　　(4)底部金属反射层,有利于光度的提升及散热。

　　(5)尺寸可加大,应用于 High power 领域,eg:42mil MB。

　　2.GB 芯片定义和特点

　　定义：Glue Bonding(粘着结合)芯片;该芯片属于 UEC 的专利产品。 特点：

　　(1)透明的蓝宝石衬底取代吸光的 GaAs 衬底,其出光功率 是传统 AS(Absorbable structure)芯片的 2 倍以上,蓝宝石衬底类似 TS 芯片的 GaP 衬底。

　　(2)芯片四面发光,具有出色的 Pattern 图。

　　(3)亮度 方面,其整体亮度已超过 TS 芯片的水平(8.6mil)。

　　(4)双电极结构,其耐高电流方面要稍差于 TS 单电极芯片。

　　3.TS 芯片定义和特点

　　定义：transparent structure(透明衬底)芯片,该芯片属于 HP 的专利产品。 特点:

　　(1)芯片工艺制作复杂,远高于 AS LED。

　　(2)信赖性卓越。

　　(3)透明的 GaP 衬底,不吸收光,亮度高。

　　(4)应用广泛。

　　4.AS 芯片定义与特点

　　定义：Absorbable structure (吸收衬底)芯片;经过近四十年的发展努力,台湾 LED 光 电业界对于该类型芯片的研发、生产、销售处于成熟的阶段,各大公司在此方面的研发水平 基本处于同一水平,差距不大。

　　大陆芯片制造业起步较晚,其亮度及可靠度与台湾业界还有一定的差距,在这里我们所 谈的 AS 芯片,特指 UEC 的 AS 芯片,eg: 712SOL-VR, 709SOL-VR,712SYM-VR,709SYM-VR 等。

　　特点：

　　(1)四元芯片,采用 MOVPE 工艺制备,亮度相对于常规芯片要亮。

　　(2)信赖性优良。

　　(3)应用广泛。