《LED芯片种类》课件

芯片种类详解LED本课件旨在全面解析芯片的各种分类方式，从基本概念、组成材料、LED发光原理到封装形式，再到具体的分类依据，例如芯片尺寸、衬底材料、芯片结构、发光颜色、功率等级以及应用领域通过学习本课件，您将能够深入了解不同种类芯片的特性、优劣势以及应用场景，掌握LED芯片的技术发展趋势和市场现状，为相关领域的学习和工作奠定坚实LED的基础课程目标了解芯片的分类LED掌握分类依据识别不同种类理解应用场景了解芯片的分类依据，包括芯片能够识别不同种类的芯片，例如理解不同种类芯片的应用场景，LED LED LED尺寸、衬底材料、芯片结构、发光颜小功率、中功率、大功率芯片，蓝宝例如照明、显示、背光、信号指示以色、功率等级以及应用领域等掌握石衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底芯及特殊应用领域了解不同芯片在不这些分类依据是理解芯片特性的片，正装、倒装、垂直芯片等能够同领域的优势和适用性LED基础区分它们的特点和应用场景芯片的基本概念LED半导体发光器件结结构PN12芯片是一种半导体发光芯片由结组成，当LED LEDPN器件，通过电致发光原理将电流通过结时，电子和PN电能转换为光能它是空穴复合，释放出光子，从LED灯具的核心组成部分，决定而实现发光结的材料PN了灯具的光学性能和寿和结构决定了芯片的发LED LED命光颜色和效率微小尺寸3芯片的尺寸非常小，通常只有几毫米甚至更小为了方便使LED用和保护芯片，需要对其进行封装芯片的组成材料LED镓磷铟Ga PIn镓是LED芯片常用的组成材磷也常用于制造红光、黄光铟常用于制造蓝光、绿光料之一，常用于制造红光、LED芯片镓和磷的化合物LED芯片铟的加入可以调黄光LED芯片通过调节镓具有良好的发光性能和稳定节LED芯片的能带结构，从的比例，可以改变LED芯片性而实现不同颜色的发光的发光颜色氮N氮是制造蓝光、绿光LED芯片的重要组成材料氮化镓GaN具有优异的发光性能和耐高温特性，是高性能LED芯片的首选材料芯片的发光原理LED施加电压在LED芯片的两端施加正向电压，使电流能够通过PN结电子空穴复合电流通过PN结时，电子从N区注入P区，空穴从P区注入N区，电子和空穴在PN结附近复合释放光子电子和空穴复合时，会释放出能量，这些能量以光子的形式释放出来，从而实现发光光色控制光子的能量（即光的颜色）取决于PN结材料的能带结构通过改变材料的成分和结构，可以控制LED芯片的发光颜色芯片的封装形式LED封装SMD1表面贴装器件SMD封装是一种常见的LED芯片封装形式，具有体积小、易于自动化生产等优点，广泛应用于各种LED灯具中封装COB2板上芯片COB封装将多个LED芯片直接封装在基板上，具有散热性能好、光输出高等优点，适用于高功率LED照明应用封装TOP3TOP封装是一种紧凑型的LED芯片封装形式，具有体积小、光输出高等优点，适用于对空间有要求的LED照明应用芯片的分类依据LED衬底材料芯片尺寸根据芯片的衬底材料，可分为蓝宝石1根据芯片的尺寸大小，可分为小功率衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底LED

2、中功率、大功率芯片LED芯片发光颜色芯片结构4根据芯片的发光颜色，可分为红光、根据芯片的结构，可分为正装芯片、3绿光、蓝光、黄光、白光、、UV IR倒装芯片、垂直芯片芯片LED按照芯片尺寸分类小功率芯片LED1尺寸较小，功率较低，适用于对亮度要求不高的应用场景中功率芯片LED2尺寸适中，功率适中，应用范围广泛大功率芯片LED3尺寸较大，功率较高，适用于对亮度要求高的应用场景小功率芯片LED特点应用尺寸小、功耗低、成本低、亮指示灯、背光源、小型装饰灯度较低等优势易于集成、节能、寿命长中功率芯片LED特点应用优势尺寸适中、功耗适中、成本适中、亮室内照明、商业照明、汽车照明等性价比高、应用范围广、光效好度适中大功率芯片LED特点应用优势123尺寸大、功耗高、成本高、亮度户外照明、舞台照明、工业照明亮度高、射程远、穿透力强高等按照芯片衬底材料分类蓝宝石衬底碳化硅衬底氮化镓衬底成本较低，应用广泛导热性能好，但成本性能优异，但成本最，但导热性能较差较高高蓝宝石衬底芯片LED材料特性制作工艺应用领域化学稳定性好、硬度高、耐高温技术成熟、成本较低中低功率照明、背光源等LED碳化硅衬底芯片LED制作工艺2技术难度较高、成本较高材料特性1导热性能优异、耐高温、化学稳定性好应用领域大功率照明、高频器件等3LED氮化镓衬底芯片LED材料特性1晶格匹配度高、发光效率高、寿命长制作工艺2技术难度高、成本最高应用领域3高端照明、激光照明、特种照明等LED按照芯片结构分类正装芯片倒装芯片电极在芯片的同一侧，结构简电极在芯片的背面，散热性能单，但散热性能较差好，但工艺复杂垂直芯片电极分别在芯片的正面和背面，散热性能优异，但成本高昂正装芯片结构特点散热问题应用领域电极位于芯片的同一侧，结构简单，由于散热路径较长，散热性能较差，适用于对成本敏感、对散热要求不高制造工艺成熟，成本较低容易导致芯片温度升高，影响寿命和的应用场景，如指示灯、小型背光源性能等倒装芯片结构特点工艺复杂12电极位于芯片的背面，通过制造工艺复杂，成本较高，金属凸点与基板连接，散热但能够承受更高的电流密度路径短，散热性能好，光输出更高应用领域3适用于对散热要求高、对光输出要求高的应用场景，如大功率照明、汽车照明等垂直芯片结构特点成本高昂应用领域通过金属键合技术将制造工艺复杂，成本适用于对性能要求极芯片与导电基板连接高昂，但能够实现最高的应用场景，如高，电极分别位于芯片高的电流密度和光输端照明、激光照明等的正面和背面，散热出性能优异按照发光颜色分类红光芯片LED主要用于指示、信号、照明等领域绿光芯片LED主要用于显示、信号、照明等领域蓝光芯片LED主要用于照明、显示、背光等领域黄光芯片LED主要用于指示、信号等领域红光芯片LED波长范围2发光波长范围通常在620nm-700nm之间材料体系1通常采用磷化镓或砷化镓GaP材料体系GaAs应用领域广泛应用于指示灯、信号灯、交通信3号、汽车尾灯等领域绿光芯片LED材料体系1通常采用磷化铟镓或氮化镓材料体系InGaP GaN波长范围2发光波长范围通常在之间520nm-570nm应用领域3广泛应用于显示屏、指示灯、景观照明等领域蓝光芯片LED材料体系波长范围通常采用氮化镓或氮化发光波长范围通常在GaN450nm-铟镓材料体系之间InGaN490nm应用领域广泛应用于照明、显示、背光等领域，是白光的基础LED黄光芯片LED材料体系波长范围应用领域通常采用磷化铟镓材料体系发光波长范围通常在广泛应用于指示灯、信号灯、交通信InGaP580nm-600nm之间号等领域白光芯片荧光粉转换LED发光原理荧光粉种类12通过蓝光芯片激发荧光常用的荧光粉包括荧光LED YAG粉，将部分蓝光转换为黄光粉、硅酸盐荧光粉等，与剩余的蓝光混合形成白光应用领域3广泛应用于照明、背光等领域，是目前主流的白光方案LED芯片紫外光UV LED波长范围应用领域特殊应用发光波长范围通常在广泛应用于杀菌消毒在特殊领域具有重要之间、医疗、固化等领域的应用价值200nm-400nm芯片红外光IR LED波长范围发光波长范围通常在之间700nm-1000nm应用领域广泛应用于遥控、安防、医疗等领域特殊功能具有独特的应用价值按照芯片功率等级分类中功率芯片LED2功率适中，应用范围广泛低功率芯片LED1功率较低，适用于对亮度要求不高的应用场景高功率芯片LED功率较高，适用于对亮度要求高的应3用场景低功率芯片LED特点1功耗低、成本低、亮度较低应用2指示灯、背光源、小型装饰灯等优势3节能、寿命长、易于集成中功率芯片LED特点应用功耗适中、成本适中、亮度适室内照明、商业照明、汽车照中明等优势性价比高、应用范围广、光效好高功率芯片LED特点应用优势功耗高、成本高、亮度高户外照明、舞台照明、工业照明等亮度高、射程远、穿透力强按照应用领域分类照明用芯片显示用芯片LED LED12用于各种照明灯具，如球泡灯、筒灯、射灯等用于各种显示屏，如电视、显示器、广告牌等LED LED LED背光用芯片信号指示用芯片LED LED34用于各种液晶显示器的背光源，如手机、平板电脑、电视用于各种指示灯、信号灯，如交通信号灯、仪器仪表指示等灯等照明用芯片LED应用广泛高光效显色性广泛应用于各种照明灯具，如球泡灯、要求具有较高的光效和较长的寿命对显色性有一定的要求，以保证照明效筒灯、射灯、路灯等果的真实性显示用芯片LED色彩还原响应速度可靠性要求具有较高的色彩还原度和对比度要求具有较快的响应速度，以保证显要求具有较高的可靠性和稳定性，以示效果的流畅性保证显示屏的长时间稳定运行背光用芯片LED体积小2要求具有较小的体积，以适应液晶显示器的轻薄化趋势亮度均匀1要求具有较高的亮度和亮度均匀性寿命长要求具有较长的寿命，以保证液晶显3示器的长时间使用信号指示用芯片LED可靠性1要求具有较高的可靠性和稳定性色彩鲜艳2要求具有鲜艳的颜色和较高的亮度响应速度3要求具有较快的响应速度，以保证信号的及时性特殊应用芯片医疗、农业等LED医疗领域农业领域其他领域用于光动力疗法、医疗诊断等领域用于植物照明、病虫害防治等领域用于紫外固化、水处理等领域正装芯片的优点与缺点优点缺点结构简单、制造工艺成熟、成本较低散热性能较差、光输出较低倒装芯片的优点与缺点优点缺点12散热性能好、光输出高制造工艺复杂、成本较高垂直芯片的优点与缺点优点缺点散热性能优异、光输出最高制造工艺极其复杂、成本极其高昂不同衬底材料的特性比较蓝宝石衬底成本低、应用广，但导热性差碳化硅衬底导热性好，但成本较高氮化镓衬底性能优异，但成本最高蓝宝石衬底的优劣势优势劣势1成本较低、技术成熟、应用广泛导热性能较差、晶格匹配度较低2碳化硅衬底的优劣势优势1导热性能优异、化学稳定性好劣势2成本较高、晶体缺陷较多氮化镓衬底的优劣势优势劣势晶格匹配度高、发光效率高、寿命长成本最高、技术难度高小功率芯片的应用场景LED指示灯背光源装饰灯用于各种电子设备的指示灯，如电源用于小型液晶显示器的背光源，如手用于小型装饰灯具，如节日彩灯、氛指示灯、状态指示灯等机、等围灯等MP3中功率芯片的应用场景LED室内照明商业照明12用于各种室内照明灯具，如用于各种商业照明灯具，如球泡灯、筒灯、吸顶灯等射灯、格栅灯、面板灯等汽车照明3用于汽车内部照明和外部照明，如车内阅读灯、仪表盘背光灯、车头灯、车尾灯等大功率芯片的应用场景LED户外照明舞台照明工业照明用于各种户外照明灯用于舞台灯光设备，用于工厂车间、仓库具，如路灯、隧道灯如聚光灯、染色灯、等工业场所的照明、景观灯等频闪灯等红光芯片的应用领域LED指示灯用于各种电子设备的指示灯，如电源指示灯、报警指示灯等信号灯用于交通信号灯、汽车尾灯、航空信号灯等照明用于特殊照明，如植物照明、医疗照明等绿光芯片的应用领域LED指示灯2用于各种电子设备的指示灯，如工作状态指示灯等显示屏1用于各种显示屏，如显示屏、投LED影仪等景观照明用于建筑物、公园等场所的景观照明3蓝光芯片的应用领域LED照明1用于各种照明灯具，是白光的基础LED显示2用于各种显示屏，如显示屏、背光等LED LCD背光3用于液晶显示器的背光源，如手机、平板电脑、电视等白光芯片的应用领域LED室内照明商业照明户外照明用于各种室内照明灯具，如球泡灯用于各种商业照明灯具，如射灯、用于各种户外照明灯具，如路灯、、筒灯、吸顶灯等格栅灯、面板灯等景观灯等芯片的应用领域UV LED杀菌消毒医疗固化用于水处理、空气净化、表面消毒等用于光动力疗法、皮肤病治疗等用于油墨固化、胶水固化等UV UV芯片的应用领域IR LED遥控安防12用于各种遥控器，如电视遥用于红外监控摄像头、红外控器、空调遥控器等报警器等医疗3用于红外理疗、红外诊断等芯片的技术发展趋势LED更高发光效率更小尺寸封装成本降低提高芯片的发光更小尺寸的封装可以降低芯片的成本LED LED效率是永恒的追求，提高灯具的集成可以扩大灯具的LED LED更高的发光效率意味度和灵活性，并降低应用范围，使其更加着更低的功耗和更高成本普及的亮度更高发光效率的追求新材料探索结构优化工艺改进探索新型芯片材料，提高发光效优化芯片的结构设计，减少光损改进芯片的制造工艺，提高良率LED LED LED率失更小尺寸的封装灵活性2提高灯具的灵活性LED集成度1提高灯具的集成度LED成本降低灯具的成本3LED成本降低的挑战技术创新1通过技术创新降低生产成本规模效应2通过扩大生产规模降低单位成本供应链优化3通过优化供应链降低材料成本芯片的市场现状分析LED市场规模竞争格局全球芯片市场规模持续增市场竞争激烈，集中度较高LED长发展趋势高光效、小尺寸、低成本是主要发展趋势国内芯片厂商LED三安光电华灿光电乾照光电国内最大的芯片厂商，产品线覆国内领先的芯片厂商，专注于高国内知名的芯片厂商，产品广泛LEDLEDLED盖全波段品质芯片的研发和生产应用于照明、显示等领域LED国外芯片厂商LEDCree Osram12美国著名的芯片厂商，德国著名的照明公司，也是LED在高功率芯片领域具有重要的芯片供应商LEDLED领先地位Nichia3日本著名的芯片厂商，在白光领域具有领先地位LEDLED。