led技术与应用发展趋势(超好)(精)

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led封装技术的发展趋势与市场应用

led封装技术的发展趋势与市场应用

LED封装技术的发展趋势与市场应用一、引言LED(Light Emitting Diode,发光二极管)作为一种高效节能的光源,近年来在照明、电子显示、汽车照明等领域得到了广泛的应用。

而LED封装技术作为LED产业链中至关重要的一环,其发展趋势和市场应用也备受关注。

本文将从LED封装技术的发展趋势和市场应用两个方面进行全面评估和探讨,以期能够更深入地理解LED封装技术在未来的发展方向和商业应用。

二、LED封装技术的发展趋势1. 现状分析目前,LED封装技术已经实现了从无封装、普通封装到高端封装的跨越式发展。

从最早期的DIP封装到SMD封装再到COB、CSP等封装技术的不断涌现,LED封装技术在尺寸、亮度、热散发、可靠性等方面均取得了长足的进步。

然而,随着LED行业的不断发展,LED封装技术面临着更多的挑战和机遇。

2. 发展趋势(1)微型化:LED产品呈现微型化趋势,封装技术将更加注重尺寸的缩小和功率密度的提升,以满足高端应用对于体积和功率的需求;(2)模块化:LED封装将更加趋向模块化,不同功能的模块将能够实现快速组装,提高生产效率和灵活性;(3)多功能化:LED封装不再单一追求亮度,而是结合色温调节、光学设计等多功能需求,为各种场景提供定制化解决方案;(4)智能化:LED封装产品将更加智能化,融合无线通信、传感器等功能,为智慧照明、智能家居等领域提供更多可能。

三、LED封装技术在市场的应用1. 现状分析LED封装技术的不断创新和发展,推动了LED应用市场的蓬勃发展。

从室内照明到户外照明,从电视显示到汽车照明,LED封装技术的应用场景越来越广泛。

LED封装产品的差异化和个性化需求也在市场中愈发显现。

2. 应用市场(1)照明领域:LED封装产品在室内照明、商业照明、景观照明等各个领域均有广泛应用,高亮度、高色温、调光、色彩丰富等特点成为LED封装产品在照明市场的竞争优势;(2)显示领域:LED封装产品在电视、手机、显示屏等领域的应用也日益普及,高对比度、高刷新率、柔性化等成为LED封装产品的市场吸引点;(3)汽车领域:LED封装产品在汽车大灯、尾灯、仪表盘等照明系统中的应用也越来越受欢迎,高可靠性、防水防尘、多功能化等成为市场需求的重点。

LED行业现状及发展趋势

LED行业现状及发展趋势

LED行业现状及发展趋势LED(Light Emitting Diode)是一种半导体器件,具有光电转换功能,该技术已广泛应用于照明、显示和通信等领域。

下面将详细介绍LED行业的现状及发展趋势。

首先,我们来分析LED行业的现状。

近年来,随着环保意识的增强和节能要求的提高,LED照明逐渐取代传统照明成为主流。

据统计,2024年全球LED照明市场规模约为300亿美元,预计2024年将达到550亿美元。

在全球范围内,中国成为最大的LED照明生产和出口国,其产业链还涵盖了LED显示屏、LED汽车照明、LED户外照明等领域。

而在国内市场上,LED照明逐渐普及,LED灯具的市场份额不断扩大。

其次,我们来分析LED行业的发展趋势。

LED行业在未来的发展中面临着以下几个趋势:1.功能多元化:除了作为照明光源,LED还具有显示、通信和生物医学等多种功能。

比如,LED显示屏在户外广告、车载显示和电视背光等领域有着广泛应用,而高亮度和无频闪的特点使得LED在室内显示领域具有巨大发展潜力。

此外,LED还可以用于通信领域,如可见光通信技术,通过利用可见光来传输数据,可以实现高速、低成本、无线电干扰的通信方式。

2.高效节能:LED具有高光电转换效率和低功耗的特点,相比传统照明,LED照明的节能效果显著。

随着技术的进一步成熟,未来LED的照明效果和节能效果将进一步提升。

此外,智能照明系统的发展也将推动LED照明的节能效果,通过传感器、智能控制等技术,实现对照明亮度、时间和场景等的智能调节,进一步提高照明效率。

3. 封装技术的演进:LED的封装技术在不断演进,从最早的DIP (Dual in-line package)封装到现在的SMD(Surface Mount Device)封装,再到更小的COB(Chip on board)封装和MCOB(Multi-Chip on board)封装。

随着封装技术的不断改进,LED灯具的尺寸变得更小、散热性能更好,进一步提高了LED的可靠性和可用性。

关于led调研报告

关于led调研报告

关于led调研报告LED(Light Emitting Diode)是一种半导体发光元件,近年来得到了广泛的应用。

本调研报告将围绕LED的市场情况、技术发展趋势、应用领域、优劣势以及未来前景进行分析,并提出一些建议。

一、市场情况:目前,全球LED市场规模呈现持续增长的趋势。

据统计,2019年全球LED市场规模达到了200亿美元,预计到2025年将增长至420亿美元。

亚太地区是LED市场的主要消费地区,其中中国市场占据了很大比例。

这主要得益于政府的支持政策、国内经济发展以及消费者对于高品质照明产品的需求增加。

二、技术发展趋势:LED技术在过去几年中取得了巨大突破,不仅在亮度、颜色还原度上有所提升,而且在功耗、寿命、稳定性等方面也有了很大的改进。

技术的发展趋势主要体现在三个方面:一是RGB-LED的进一步发展,实现更精准的颜色还原;二是大功率LED的发展,提高亮度和发光效率;三是可调控LED的应用,使其可以实现颜色温度和亮度的调节。

三、应用领域:LED的广泛应用范围包括照明、显示器和显示屏、汽车行业、户外广告牌等。

其中,照明领域是LED最主要的应用领域之一。

传统照明产品与LED产品相比,LED具有较高的能效、长寿命、环保等优势,因此在照明市场占据了重要地位。

此外,LED在室内和室外显示屏中也具有很大的应用潜力,尤其是在大型活动、商场、剧院等场所,LED显示屏具有更好的画质和可视性。

四、优劣势:LED作为一种新型照明产品,相比传统的白炽灯、荧光灯等,具有以下优势:1. 高效节能:LED的能效比传统照明产品高出很多,能够实现更高的能源利用率。

2. 长寿命:一般LED灯具的寿命可以达到数万小时,远远超过传统照明产品。

3. 环保:LED不含汞等有害物质,符合环保要求;LED的低功耗也降低了能源消耗。

4. 调控性好:LED具有可调光、可调色温等优势,可以适应不同场景的需要。

然而,LED市场也存在一些挑战和劣势,主要包括:成本较高、颜色还原度不够高、产品标准化亟待提升等。

LED照明应用现状及发展前景

LED照明应用现状及发展前景

LED照明应用现状及发展前景随着科技的不断发展和人们环保意识的增强,LED照明技术越来越受到关注和应用。

作为新一代环保节能照明技术,LED照明已经在各个领域得到了广泛的应用,使得照明行业焕发出新的活力。

本文将就LED照明的现状及发展前景做一些探讨。

一、LED照明应用现状1. 家居照明2. 商业照明商业照明领域是LED照明的一个重要应用领域,如商业街、购物中心、酒店、餐厅等地方都大量应用了LED灯具。

LED照明不仅能够提供亮度高、色彩鲜艳的照明效果,而且节能环保,使用寿命长,能够有效降低商业场所的能耗成本,受到了商业领域的青睐。

3. 城市照明LED照明应用于城市的道路照明、景观照明等方面,可以提高城市的照明质量,并且有助于降低城市的用电负担。

LED路灯的应用不仅可以提高能源利用效率,还可以提高城市的照明亮度和色彩还原度,使城市更具现代化、艺术化的氛围。

4. 其他领域除了以上几个领域,LED照明在工矿企业、交通设施、医疗卫生等领域也得到了广泛的应用。

LED灯具的高效节能、长寿命等优点,使得它在各个领域的应用都具有很大的潜力。

二、LED照明发展前景1. 技术不断创新LED照明技术在不断创新发展,LED芯片、散热技术、封装技术等方面不断进行突破,LED产品的性能和质量得到了大幅提升。

未来LED照明技术将更加成熟和完善,为LED照明的广泛应用奠定了坚实的技术基础。

2. 节能环保优势明显LED照明的节能环保优势越来越凸显。

相比传统照明产品,LED灯具的能源消耗更低,寿命更长,不含有汞、铅等有害物质,能够减少对环境的污染。

在全球环保意识不断提高的当下,LED照明无疑会成为未来照明产品的主流。

3. 市场需求继续扩大LED照明市场需求的不断扩大也为LED照明的发展提供了良好的机遇。

随着人们生活水平提高、环保意识增强,LED照明产品的消费需求会越来越高,市场规模将不断扩大。

4. 政策支持力度增大在能源节约减排的大背景下,各国政府积极出台相关政策,推动LED照明的应用和发展。

LED半导体照明的核心技术与发展趋势

LED半导体照明的核心技术与发展趋势

LED半导体照明的核心技术与发展趋势摘要:半导体照明技术已经逐渐渗透到社会的各个领域,千家万户都使用了半导体光源(LED),这种照明的使用赢得了许多居民的青睐,并成为社会进步的标志。

在我国半导体研究领域,半导体照明技术的研究起步较晚,但许多企业集团和研究机构在实验中后来居上,取得了突出的核心技术研究成果。

关键词:半导体照明;核心技术;大功率;社会经济的快速发展,中国的城市化进程也在加快。

放眼望去,各种基础设施建设项目和生产生活都离不开光源的支撑和作用。

在教室里学习需要灯光,在热闹的夜市需要灯光来营造气氛,在广场上娱乐也需要灯光的指示。

为了保护视力,节约能源,半导体照明应运而生,给我们的学习和生活带来了方便和舒适。

它不仅起到了节能环保的作用,而且符合科学技术与时俱进的发展轨迹。

一、半导体照明技术发展现状近些年来,半导体照明技术横空出世,其在照明上节能环保、长寿命的优越性远远超过其他一般照明技术,因此成为国内外争相抢先研发的科研项目。

在以前,人们一般应用白炽灯,随着技术的发展,每个角落涉及的照明光源都开始采用LED节能灯。

可见,半导体照明技术的应用已经深入到生活之中。

根据资料,国外,跨国照明公司Lu minIeds、GE、Osram等加强照明与半导体光电产业的重组兼并,竞相角逐研发LED照明新技术、新产品,并且在最近几年推出了各种型号的大功率LED灯,使半导体照明市场呈现欣欣向荣气象。

国内,也有方大集团等大型企业致力创新半导体照明核心技术,不断探索LED灯高效大功率的实现方向,以便提升国内半导体照明行业的自主研究能力。

二、LED半导体照明技术的电路设计复杂考虑到LED半导体照明设备的综合负载情况,为满足人们在不同环境下的照明需求,则需要按照要求选择对应功率的LED,并合理控制LED数量,进而保证LED半导体照明设备的使用安全。

然而,由于LED的低功率特性,导致LED半导体照明设备中的电路设计较为复杂,且一旦出现问题,则无法进行快速维修,且更换LED成本较高。

光电显示技术的应用与发展趋势

光电显示技术的应用与发展趋势

光电显示技术的应用与发展趋势光电显示技术是现代电子信息技术领域的一项重要技术,它主要是通过控制亮度和颜色等方面来显示图像和文字。

随着人们生活水平的不断提高以及信息技术的快速发展,光电显示技术在各个领域中得到了广泛的应用,并且未来的发展趋势也非常的明显。

一、光电显示技术在生产生活中应用1、显示器显然,光电显示技术最为广泛应用的地方就是显示器,比如智能手机、电脑显示器、电视等。

在这些领域中,LED背光显示技术被广泛应用,它具有高亮度、高对比度、节能等优点,能够满足人们对高清晰度、高清晰、高色彩还原的要求。

2、汽车显示器随着汽车智能化发展,汽车显示技术也在不断发展,例如车载导航系统、智能化驾驶辅助系统、娱乐系统等,这些系统广泛应用于汽车制造行业。

在这方面,AMOLED技术更具有潜力,因为它具有极高的亮度和鲜艳、自发光的特点,能够满足人们对高质量可视化驾驶的需求。

3、互联网智能家居显示器互联网时代的到来,也将智能家居概念推向了高潮。

随之而来的是各种智能家居设备普及,例如安防系统、温度计等等。

这些设备需要进行交互,因此需要使用显示器,而在这方面,OLED、AMOLED技术则更为适合,对比度高、反应速度快等特点能满足人们对智能家居设备的要求。

二、光电显示技术的未来发展趋势1、微LED技术越来越成熟微LED技术是一种新兴的显示技术,它在显示亮度、对比度、能耗等方面都比其他技术都有更好的表现,而同时还具有更低的能耗这一优点。

未来,随着微LED技术的不断改进,我们很有可能将会看到更多微LED技术应用到手机、电视、电子游戏等领域。

2、显示屏的透明化在两年前,三星曾经发布了一款透明的OLED显示屏,虽然该屏幕还存在许多问题,但是展现出的潜在利益令人信服。

未来,透明显示技术的不断发展,有望将会打破手机、电视、汽车等领域显示器的界限,成为一种全新的无缝可拼接的显示技术。

3、重点投资智能显示器技术智能显示器与人们的生活息息相关,随着智能家居的普及,智能驾驶技术与数字医疗等领域的发展,智能显示器的需求将会越来越大。

LED灯的市场现状及前景分析

LED灯的市场现状及前景分析

LED灯的市场现状及前景分析随着节能环保意识的增强以及技术的发展,LED(Light Emitting Diode)灯在照明行业中的应用得到了快速推广和普及。

虽然目前市场上还存在着一些问题和挑战,但是整体而言,LED灯的市场前景是非常广阔的。

市场现状:目前,全球LED灯市场正处于快速增长的阶段。

根据市场研究机构的预测,全球LED照明市场的规模将在未来几年内继续扩大,预计到2024年将达到480亿美元,年复合增长率超过12%。

市场增长的主要驱动因素包括政府机构对能源消耗的限制和减少以及技术的不断创新和进步。

然而,虽然市场潜力巨大,但是目前仍面临一些挑战。

首先,与传统照明产品相比,LED灯的价格较高,这限制了一部分消费者的购买意愿。

其次,LED灯的光线质量需要进一步改进,以满足更高的照明需求。

此外,一些不合格的LED产品造成了市场的混乱,并对整个行业的声誉造成了负面影响。

市场前景:尽管存在一些挑战,但是LED灯的市场前景依旧是非常乐观的。

首先,能源消耗和环境保护的需求将继续推动LED照明市场的增长。

随着人们环保意识的增强,政府和企业越来越重视减少能源消耗和减少温室气体排放。

而LED灯由于其高效节能的特点,使得照明行业成为了应对气候变化的关键领域。

因此,全球范围内对于LED照明市场的需求将持续增长。

其次,技术的不断创新和进步将推动行业的发展。

目前,LED技术还存在一些问题,如光线质量、散热等方面的不足之处。

但是,随着科技和工艺的进步,这些问题将逐渐得到解决。

未来LED灯将更加亮度高、寿命长、尺寸小、颜色丰富等,满足更多照明需求。

第三,市场竞争将逐渐趋于激烈,这将推动产品质量的提高和价格的下降。

随着市场规模的扩大,越来越多的企业进入LED照明行业,形成激烈的竞争态势。

这将迫使企业加大研发投入,提高产品质量,降低价格,以增强自身的竞争力。

这对于消费者来说将是一件好事,他们可以享受到更优质、更具性价比的LED产品。

LED显示屏技术现状与发展前景(精)

LED显示屏技术现状与发展前景(精)

LED显示屏技术现状与发展前景摘要:本文详细介绍了LED显示屏的原理、应用领域、发展方向。

探讨了中国LED领域的现状,认为LED产品的市场前景十分广阔。

关键词:LED显示屏电压低耗电省价格低市场前景1、引言LED显示屏是发光二极管主要应用领域之一,近年来发展迅速。

目前,LED显示屏制作技术先进,售价低,国外公司很难在大陆竞争市场。

据不完全统计,1998年我国LED 显示屏生产厂商有150多家,制造各类显示屏约五万平方米,实现产值14亿元,LED产业取得了举世瞩目的成绩。

近年来,在产品结构、制作技术、产品质量、量产水平、市场占有等方面,紧逼日本的态势,在世界LED产业中紧挨美国、日本之后,位居世界第三。

五年来,每年平均增长达20%以上,1997年台湾十大光电产品中占第四位,产值18870百万元新币, Epistar Corp已经开发成功用于全彩色灯和显示器的红色、绿色、蓝色芯片,这些芯片光强超过70mcd。

一家正在投产的公司,利用MOVPE技术生产InGaAlp超亮度的发光材料和芯片。

台湾有七家生产LED芯片的公司,生产各色传统芯片,占世界产量的七成以上。

LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像,不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境,具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。

2、LED显示屏的原理LED显示屏:又叫电子显示屏或者飘字屏幕。

是由LED点阵组成,通过红色或绿色灯珠的亮灭来显示文字、图片、动画、视频,内容可以随时更换,各部分组件都是模块化结构的显示器件。

通常由显示模块、控制系统及电源系统组成。

显示模块由LED灯组成的点阵构成,负责发光显示;控制系统通过控制相应区域的亮灭,可以让屏幕显示文字、图片、视频等内容,恒舞动卡主要是播放动画的;电源系统负责将输入电压电流转为显示屏需要的电压电流。

随着新材料及半导体工业技术的发展,以新型可见光材料InGaAlP和InGaN为主流,实现了高亮度、多色化,加之封装技术的改进,显示信息大型化,出现了LED 产品新的应用领域,带来了更多的市场商机。

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功率型白光 LED 技术与应用发展趋势张明芳,张培新,任祥忠,彭海林深圳大学化学与化工学院,广东深圳 (518060)E-mail: apple0930@摘要:LED 由于寿命长、节能环保等诸多优点越来越被广泛应用,目前正进入功率型白光 LED 设计封装阶段,以期望能够取代白炽灯和日光灯,普遍用于家庭照明中。

本文主要综述了国内外大功率白光 LED 的几种获得途径,芯片及封装的设计面临的困难及解决方案的进展,包括所用材料及封装设计模型的发展历史与现状、优缺点的相互比较,以及现代计算机模拟技术在 LED 设计中的应用等,并对功率型白光 LED 在未来的应用进行了展望。

关键词:功率型白光 LED;封装;应用中图分类号:R7760. 引言LED 是一种可将电能转变为光能的半导体发光器件,属于固态光源。

LED 在 20 世纪 60 年代初期问世,当时的 LED 以红色为主,发光效率很低,光通量很小,只能做指示灯和仪表显示器使用。

随着管芯材料、结构和封装技术的不断进步,LED 颜色品种增多,光效大幅度提高。

目前红光 LED 的光效已达到 100lm/w,绿光 LED 也达到 50lm/w,单只 LED 的光通量可达几十流明。

尤其是近年来高光效、高亮度的白光 LED 的开发成功,使得 LED 在照明领域中的应用成为可能。

LED 作为新型光源,具有寿命长、启动时间短、无紫外线、色彩丰富饱满、可做全彩变化、低压安全等特点。

除了在传统的信号显示领域长期应用外,近年来高功率(HI-POWER)超高亮度的问世极大的拓展了 LED 的应用领域,如今 LED 在娱乐、城市建筑物美化、景观照明等方面有非常广泛的应用,并朝日常照明应用的方向发展[1-4]。

1. 白光 LED 的获得途径20 世纪末白光 LED 的出现吸引了各国政府级企业的热情关注,成为光电子、照明工程科技领域中的一个热门。

短短的五六年时间,白光 LED 的研发和应用取得了举世瞩目的成绩。

人们期望白光 LED 成为第四代照明光源,达到节能的绿色照明目的。

白光 LED 的光效达到 50lm/w 以上时,可开始部分取代白炽灯,进入商业照明;光效达到 100lm/w 以上时,开始进入家庭照明。

目前的水平还有较大差距,某些材料、器件和工艺还存在一些关键问题。

目前正在研究的白光的获得方法主要有三类[5-7]:光转换型、多色组合型、多量子阱型。

1.1 光转化型光转化型又分两种,一种是蓝色 LED 芯片发出的蓝光激发黄绿荧光粉发光,使蓝光与黄、绿光混合发出白光,二是紫外光或紫光 LED 激发三原色荧光粉,发出白光。

目前这种方法的外量子效率已高达 43%,工作波长 382 nm,有望在 2010 年光效达到 120 lm/W。

但另一面,这种方法会增加系统复杂性,并且这种转换会导致能量的损失。

同时,由于是采用了紫外光源,有可能会产生紫外光污染[2,8-10]。

前者已商品化的有采用单颗发蓝光(Al)InGaN 芯片与受蓝光激发发黄光的 YAG:Ce3+荧光粉转换成的较效率高,操作上较易实现的白光 LED(图1 所示),而且没有紫外光成分,不会造成紫外光污染,是目前使用最广泛的方法 [11-13] 。

但现有 YAG:Ce3+荧光粉颗粒已经不能满足功率型 LED 的演色性、色温、热稳定、出光效率和封装等发展要求。

LI PanLai[14]等研究了用 Sr3SiO5:Eu2+代替 YAG:Ce3+获得白光 LED,经 CIE 色-1-坐标测试结果表明其演色性良好。

Ma liang[15]等制备了 Ba3MgSi2O8 : Eu2+, Mn2+荧光粉,量子效率较高。

图 1 一种白色光 LED 的结构示意图1.2 多色组合型多色组合型是将 R、 B 三色 LED 芯片按一定方式排布集合成一个发白光的标准模组, G、这种方法具有效率高和使用灵活的优点,由于发光全部来自三种 LED,不需要进行光谱转换, 因此,其能量损失最小,效率最高。

同时,由于 RGB 三色 LED 可以单独发光,其发光强度可以单独调节,故具有相对较高的灵活性,且演色性高,但封装比较复杂。

1.3 多量子阱型多量子阱型是在芯片发光层的生长过程中,掺杂不同的杂质生长出能产生互补色的多量子阱,通过不同量子阱发出的多种光子复合发射白光。

这种方法对半导体的加工技术要求很高,目前难以达到。

上述只种技术途径均可获得白光,但都有共同的技术关键有待突破,包括芯片技术、封装工艺技术、荧光体技术。

当前在上述三个关键技术领域已有了迅速的进展,但还有许多技术及工艺过程须要进一步研究提高,才能实现商品化进人市场,成为让普通消费者可接受的消费品,由于技术、工艺、生产成本等因素的影响,应用最多的是光转换型,其次是多色组合型。

以发展的眼光来看, 多量子阱型应是未来的发展趋势。

但由于技术的限制,生长不同结构的量子阱相对困难得多, 在短时间内还不能产业化。

2. 功率型芯片的设计LED 芯片是决定其发光质量的内因,所以首要探讨芯片的研究历史与现状。

芯片材料的选取历经了 Si、Ge、GaAs、GaN 等材料,目前使用的是 InGaN/AlInGaN 异质体材料,发展已基本成熟,并进行了双异质体,大面积芯片,组织粗糙面,采用光子晶体等设计[2,16-18]。

2.1 大面积芯片要得到功率型 LED,则要增加电流,但当电流增加的时,因为热的关系,亮度不增反减,所以要得到高电流或高功率,则必须用大面积(Al)InGaN 芯片以减小电阻。

但由于大面积(Al)InGaN 的光在内部反射被吸收以致光取出效率较低,其外部量子效率也低,所以这种方法也是有限制的。

2.2 表面微结构粗化由于在芯片与封装用胶之间存在全内反射,由 LED 芯片产生的光子并不能完全射出器件,这也是获得高取出效率的最大之一。

另外还有内部(重复)吸收,电连接的热阻等。

表面微结构粗化一定程度上可增加光子射出率,可用 ICP 干法刻蚀工艺和自然光刻技术在芯片 -2-表面形成纳米级粗糙层,提高器件出光效率的又一个有效技术,该技术的基本要点是在芯片表面刻蚀大量尺寸为光波长量级的小结构,每个结构呈截角四面体状,如此不但扩展了出光面积,而且改变了光在芯片表面处的折射方向,从而使透光效率明显提高。

采用表面粗化处理的器件系统的电阻可降低,这是因为表面粗化后增加了接触面积和经过激光辐照后,具有了更高的空穴浓度。

如 Lung-Chien Chen[19]研究了在 GaN 上沉积氧化锌纳米粗糙层,结果显示出光能比现有的 20mA 增加了 27.5%。

H. Fang[20]等直接利用化学腐蚀方法蚀刻 GaN 芯片表面,结果光取出效率有所增加,2.3 异质体结构异质体结构是由两种不同半导体材料组成的 PN 结,由于两种材料带隙能量不同,就称为异质体结构,通常两种材料的晶格结构差异不能太大。

如图 2 所示,为单异质体结构。

这种结构由两种材料组成 PN 结,N 型半导体间隙能为 Eg1,P 型半导体的间隙能为 Eg2,Eg1 大于 Eg2,型半导体较大的间隙能更适宜于空穴的注入和 P 型半导体中产生的光子的穿越,N 于是减小了对光子的内部吸收,增加光射出效率。

已经应用的单异质分别是 AlInGaN 和InGaN 组成的 PN 结。

目前正在研究的有双异质体结构,更适合大功率白光 LED 的应用。

如 Y. Deshayes[21] 等研究了 GaAs\AlGaAs\GaAs 双异质体芯片,由于缺陷能进一步降低,使得光量子效率增大。

图 2 异质体结构示意图2.4 量子点材料量子点,又可称为纳米晶,是一种由 II-VI 族或 III-V 族元素组成的纳米颗粒。

量子点的粒径一般介于 1~10nm 之间,由于电子和空穴被量子限域,连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构,其内部电子在各方向上的运动都受到局限,所以量子局限效应特别显著。

由于量子局限效应会导致类似原子的不连续电子能阶结构,具有分离的量子化的能谱。

所对应的波函数在空间上位于量子点中,但延伸于数个晶格周期中。

受激后可以发射荧光。

量子点材料与一般材料相和量子肼相比有许多独特的性质,如在热冲击下更加稳定,发光强度可增加等。

L. Rigutti[22]研究制备了 InGaN\GaN 量子点芯片,并研究了使得光度增强的内因,即声子传递能量降低。

3. 封装材料及方法在完成功率型芯片制作后,面临着如何将芯片进行封装的挑战。

对于大功率型 LED 器件的封装方法,并不能简单的套用传统的小功率 LED 器件封装方法及材料。

研究表明,高功率 LED 只能将 20%的电能成光能,其余都会以热能的形式散失。

如果高达 80%的热能无法及时散失,那么 LED 的寿命将会因此大打折扣。

LED 散热能力通常受到封装模式以及封装材质的导热性影响,散热途径也不外乎传导、对流、辐射这三种。

由于 LED 封装材料中-3-积聚的热能大部分是以传导方式散失,因此对封装材质,封装方法的要求非常重要,另外大功率封装对光取出效率的进一步提高也有要求[23-25]。

3.1 表面封装材料长久以来,在对 LED 散热要求不是很高的情况下,多利用传统树脂基板进行封装。

然而,随着市场应用领域不断扩大,需求层次不断提高,传统的树脂基板在高功率 LED 世代到来后,已渐渐不敷使用。

因此,探讨和展望功率 LED 的封装材料,便成为业界关注的热点话题。

传统材质已无法满足高功率 LED 散热需求随着市场上越来越多的高功率 LED 应用出现,在考虑如何散失热能的同时,还要兼顾 LED 发光的稳定性与持续性。

如果 LED 的热能无法尽快散失,那么其亮度和寿命都将下降得很快,并且很可能出现 LED 芯片本身寿命还未达到之前,环氧树脂就已经无以为继的情况。

此外,不仅散热现象会使环氧树脂产生变化,甚至连短波长也会对环氧树脂造成困扰。

这是因为在白光 LED 发光光谱中也包含短波长光线,而环氧树脂很容易受到白光 LED 中的短波长光线破坏。

即使是低功率的白光 LED,已能使环氧树脂破坏情况加剧,更何况高功率的白光 LED 所发出的短波长光线更多,恶化现象自然更加快速和严重。

因此,找到全新材质来替代环氧树脂封装高功率 LED 已经迫在眉睫[26-28]。

采用硅树脂封装材料来延长长时间工作后的光输出性能表现,带来高可靠度封装和更长使用寿命兼容回流焊程序;低热阻;更高的散热效率,可以带来更好的温度管理和较稳定的光度输出。

但其在长时间高温条件下,仍存在有机材料的变黄老化问题。

并且上述类型都是将荧光粉涂于环氧树脂或硅树脂封装膜上,存在着树脂易老化变黄的问题的同时,荧光粉也存在涂抹不均匀且易老化问题,不适用大功率 LED 的封装[29-30]。

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