LED芯片的技术和应用设计知识

　　较于白炽灯、紧凑型荧光灯等传统光源，发光二极管（LED）具有发光效率高、寿命长、指向性高等诸多优势，日益受到业界青睐而被用于通用照明（General LighTIng）市场。LED照明应用要加速普及，短期内仍有来自成本、技术、标准等层面的问题必须克服，技术方面，包括色温、显色性和效率提升等问题，仍有待进一步改善。而LED在通用照明市场的应用涉及多方面的要求，须从系统的角度去考虑，如LED光源、电源转换、驱动控制、散热和光学等。

　　薄膜芯片技术崭露锋芒

　　目前，LED芯片技术的发展关键在于基底材料和晶圆生长技术。基底材料除了传统的蓝宝石材料、硅（Si）、碳化硅（SiC）以外，氧化锌（ZnO）和氮化镓（GaN）等也是当前研究的焦点。无论是重点照明和整体照明的大功率芯片，还是用于装饰照明和一些简单辅助照明的小功率芯片，技术提升的关键均围绕如何研发出更高效率、更稳定的芯片。因此，提高LED芯片的效率成为提升LED照明整体技术指标的关键。在短短数年内，借助芯片结构、表面粗化、多量子阱结构设计等一系列技术的改进，LED在发光效率出现重大突破，LED芯片结构的发展如图1所示。相信随着该技术的不断成熟，LED量子效率将会得到进一步的提高，LED芯片的发光效率也会随之攀升。

　　图1　LED芯片结构的发展历程

　　薄膜芯片技术（Thinfilm）是生产超亮LED芯片的关键技术，可以减少侧向的出光损失，通过底部反射面可以使得超过97%的光从正面输出（图2），不仅大大提高LED发光效率，也简易透镜的设计。

　　图2　普通LED和薄技技术LED的正面出光率比较