LED芯片的发光原理与分类
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（nickholonyakjr.）开发出第一种实际应用的可见光发光二极管。led是英文light emitting 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、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，***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***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。
四、led芯片材料磊晶种类
1.lpe：liquid phase epitaxy（液相磊晶法） gap/gap
2.vpe：vapor phase epitaxy（气相磊晶法） gaasp/gaas
3.movpe：metal organic vapor phase epitaxy （有机金属气相磊晶法） algainp、gan
4.sh：gaalas/gaas single heterostructure（单异型结构）gaalas/gaas
5.dh：gaalas/gaas double heterostructure（双异型结构） gaalas/gaas
6.ddh：gaalas/gaalas double heterostructure（双异型结构） gaalas/gaalas
五、led芯片组成及发光
led晶片的组成：主要有砷（as）铝（al）镓（ga）铟（in）磷（p）氮（n）锶（ｓi）这几种元素中的若干种组成。
led晶片的分类：
1、按发光亮度分：
a、一般亮度：r、h、g、y、e等
b、高亮度：vg、vy、sr等
c、超高亮度：ug、uy、ur、uys、urf、ue等
d、不可见光（红外线）：r、sir、vir、hir
e、红外线接收管：pt
f、光电管：pd
2、按组成元素分：
a、二元晶片（磷、镓）：h、g等
b、三元晶片（磷、镓、砷）：sr、hr、ur等
c、四元晶片（磷、铝、镓、铟）：srf、hrf、urf、vy、hy、uy、uys、ue、he、ug
3.led晶片特性表：
led晶片型号发光颜色组成元素波长（nm）
sbi蓝色lngan/sic 430 hy超亮黄色algalnp 595
sbk较亮蓝色lngan/sic 468 se高亮桔色gaasp/gap 610
dbk较亮蓝色gaunn/gan 470 he超亮桔色algalnp 620
sgl青绿色lngan/sic 502 ue最亮桔色algalnp 620
dgl较亮青绿色lngan/gan 505 urf最亮红色algalnp 630
dgm较亮青绿色lngan 523 e桔色gaasp/gap635
pg纯绿gap 555 r红色gaaasp 655
sg标准绿gap 560 sr较亮红色gaa/as 660
g绿色gap 565 hr超亮红色gaalas 660
vg较亮绿色gap 565 ur最亮红色gaalas 660
ug最亮绿色aigalnp 574 h高红gap 697
y黄色gaasp/gap585 hir红外线gaalas 850
vy较亮黄色gaasp/gap 585 sir红外线gaalas 880
uys最亮黄色algalnp 587 vir红外线gaalas 940
uy最亮黄色algalnp 595 ir红外线gaas 940
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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（nickholonyakjr.）开发出第一种实际应用的可见光发光二极管。led是英文light emitting 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、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，***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***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。
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四、led芯片材料磊晶种类
1.lpe：liquid phase epitaxy（液相磊晶法） gap/gap
2.vpe：vapor phase epitaxy（气相磊晶法） gaasp/gaas
3.movpe：metal organic vapor phase epitaxy （有机金属气相磊晶法） algainp、gan
4.sh：gaalas/gaas single heterostructure（单异型结构）gaalas/gaas
5.dh：gaalas/gaas double heterostructure（双异型结构） gaalas/gaas
6.ddh：gaalas/gaalas double heterostructure（双异型结构） gaalas/gaalas
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led晶片的分类：
1、按发光亮度分：
a、一般亮度：r、h、g、y、e等
b、高亮度：vg、vy、sr等
c、超高亮度：ug、uy、ur、uys、urf、ue等
d、不可见光（红外线）：r、sir、vir、hir
e、红外线接收管：pt
f、光电管：pd
2、按组成元素分：
a、二元晶片（磷、镓）：h、g等
b、三元晶片（磷、镓、砷）：sr、hr、ur等
c、四元晶片（磷、铝、镓、铟）：srf、hrf、urf、vy、hy、uy、uys、ue、he、ug
3.led晶片特性表：
led晶片型号发光颜色组成元素波长（nm）
sbi蓝色lngan/sic 430 hy超亮黄色algalnp 595
sbk较亮蓝色lngan/sic 468 se高亮桔色gaasp/gap 610
dbk较亮蓝色gaunn/gan 470 he超亮桔色algalnp 620
sgl青绿色lngan/sic 502 ue最亮桔色algalnp 620
dgl较亮青绿色lngan/gan 505 urf最亮红色algalnp 630
dgm较亮青绿色lngan 523 e桔色gaasp/gap635
pg纯绿gap 555 r红色gaaasp 655
sg标准绿gap 560 sr较亮红色gaa/as 660
g绿色gap 565 hr超亮红色gaalas 660
vg较亮绿色gap 565 ur最亮红色gaalas 660
ug最亮绿色aigalnp 574 h高红gap 697
y黄色gaasp/gap585 hir红外线gaalas 850
vy较亮黄色gaasp/gap 585 sir红外线gaalas 880
uys最亮黄色algalnp 587 vir红外线gaalas 940
uy最亮黄色algalnp 595 ir红外线gaas 940
开庭！特斯拉起诉这家国产传感器公司原因曝光了！竟还牵涉小米？
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