很多人问LED芯片是什么材质的,今天小编来给大家简单介绍一下吧。
简单来说,LED芯片的核心材料是半导体化合物,不同的发光颜色,对应的材料体系也不一样。最常见的几种是:
氮化镓(GaN)体系:主要用来做蓝光、绿光和白光LED。现在市面上大多数白光LED,都是在蓝光GaN芯片上再加荧光粉转换出来的。
砷化镓(GaAs)和磷化镓(GaP)体系:这两种主要用于红光、橙光、黄光LED。
氮化铝镓(AlGaN)体系:这个主要是做紫外LED用的,像UVA、UVB、UVC芯片,都是用这一类材料。
这些听起来名字挺拗口,其实背后就是化学元素的组合比例不同。比如GaN(氮化镓)这种材料的带隙大,所以能发出波长短的光,比如蓝光;而GaAs(砷化镓)带隙小,就适合发红光。芯片厂就是靠这些化学元素的微调,来控制发光颜色的。
近几年还有一种新材料体系碳化硅(SiC)和氮化镓系外延结合,主要是为了提高导热性能和效率。SiC衬底的散热性比蓝宝石好,虽然贵,但在高功率LED和车灯上特别吃香。我们有个客户做车用LED模组,后来从蓝宝石基换成SiC基,芯片温度下降了近10℃,亮度提升也挺明显。
紫外LED用的材料则更“苛刻”,通常是AlGaN系材料,发光波长越短,对铝含量要求越高,而铝的比例一上去,晶体生长就难度大,所以UVC芯片良率一直不高。这也是为什么高端的深紫外LED价格一直居高不下的原因。
要说到封装层面,芯片外面还会加上电极层、反射层、绝缘层等结构。电极一般用金(Au)或银(Ag)作导电材料;反射层会用到铝或银膜,用来把光反射出去提高亮度;有些高端芯片还会采用倒装结构,把发光面朝上,减少光损失。
LED芯片的材质选择,说到底就是在“发光效率”和“成本”之间找平衡。便宜的材料做不出高亮芯片,高端材料又贵,所以不同场景、不同需求,芯片厂的配方也都不一样。
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