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Ultraviol侧发光led灯珠et LED 紫外LED简述

统佳光电

(1) 起首来一些旧闻 / web search,简要 摘取 以下,先认识下本文配景环境:

紫外LED一般指发光中央波长在400nm如下的LED,但有时将发光波长年夜于380nm时称为近紫外LED,而短于300nm时称为深紫外LED。因短波长光芒的杀菌效果高,是以紫外LED经常使用于冰箱以及家电等的杀菌及除了臭等用途 。

UVA / UVB / UVC的波长分类不赘述了,并且笔者习气于写成UV-c,根据今朝的通信惯例。(不幸的是许多处所都写成UV-C, or UVC, etc.)

405nm Blu-ray Disk “蓝光”光盘的尺度激光读写波长,也是种近紫外光。

265nm – 280nm UV-c band。

产物方面,日亚化学工业上市了发光中央波长从365nm~385nm不等的品种,Nitride Semiconductor上市了发光中央波长为355nm~375nm不等的品种。

波长不足300nm的深紫外LED的开发勾当也很活跃。2008年理化学研究所以及松下电工曾经宣布,接纳GaN类半导体的InAlGaN四元化合物半导体开发出了发光中央波长为282nm,光输出功率为10mW的深紫外LED。

波长更短的深紫外LED方面,NTT物性科学根蒂根基研究所接纳AlN质料开发出了发光中央波长为210nm的深紫外LED。

美国南卡罗莱纳州立的Asif Khan传授小组曾经在AlGaN深紫外LED的研究方面(外延与器件工艺)作出许多初期开创性事情。(下图是其代表性器件布局。)

Ultraviolet LED 紫外LED简述

今朝,首尔Viosys、中科潞安、青岛杰生(由马鞍山圆融收购)、深圳深紫、武汉优炜星、美国Bolb等有UV-c LED产物,但遍及光效(外量子效率)尚须进一步晋升。

旭宇、国星、鸿利等有若干UV LED的封装产物。

欧司朗与AlN单晶基板供给商HexaTech公司签订两项战略和谈。这些和谈包孕持久供给和谈以及若干HexaTech的常识产权(IP)许可,此中,前者触及作为HexaTech公司2英寸(直径)基板开发项目的氮化铝(AlN)基板。此举有助于欧司朗加快其基于HexaTech质料的UV-c LED器件开发,使欧司朗成为重要的高机能光电技能提供商,提供从深紫外波长到红外波长的各类产物。

日本化学年夜厂德山与日本电气装备年夜厂斯坦利电气决议,在深紫外线LED范畴扩展互助,德山维持深紫外线LED质料研发,而晶圆出产、封装、与产物制造发卖等营业,由Stanley Electric卖力。德山的深紫外线LED晶圆出产线及专利,均让渡给Stanley Electric。

台湾LED厂光鋐与研晶估计共组品牌,进军杀菌UV-c LED市场,两边已经最先哄骗新合资品牌扩展行销。

2017年台塑石化公布与日商日机装(Nikkiso)联袂成长UV LED事业,出产深紫外光LED(Deep UVled灯珠内部 LED)晶粒及发卖深紫外光运用产物,该互助案将聚焦水杀菌、空气杀菌、树脂固化及阐发装备等。

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(2) 运用配景先容

紫外LED (UV LED) 重要运用在生物医疗、防伪鉴定、净化 (水、空气等) 除了菌杀毒范畴、计较机数据存储以及军事 (如LiFi不成见光保密通讯) 等方面。

并且跟着技能的成长,新的运用还会不停呈现以替换原本的技能以及产物。

紫外LED有着广漠的市场运用远景,如紫外LED光疗仪是将来很受接待的医疗器械,可是今朝技能还处于发展期。

传统紫外光源与灯具厂商以下:

Ultraviolet LED 紫外LED简述

传统紫外光源为HID灯。

UV LED要彻底替代传统紫外光源,在效率、性价比等方面另有很长一段路要走。

今朝出格是UV-c 深紫外LED的效率,整体上近似于2000年先后绿蓝光LED的程度。

(3) InN, GaN, AlN 紫外与蓝绿LED的带隙问题 (外延相干)

InN、GaN、AlN均为直接带隙半导体,禁带宽度别离为1.9 eV, 3.4 eV, 6.2 eV。

 一般蓝绿光LED为InxGa1-xN有源发光区,压应变compressive strain

·  465nm 蓝光In组分约为20% +

·  525nm 绿光In组分约为30% +

·  265nm的AlxGa1-xN有源发光区,张应变tensile strain

Al组分约为70% +/-

压应变、张应变与能带工程,外延层内的应变节制,是门年夜学问!

另有AlGaN/GaN大批子阱有源区的载流子注入、输运与走漏等问题。

(4) UV LED的外延与芯片问题

半导体深紫外光源在照明、杀菌、医疗、印刷、生化检测、高密度的信息贮存以及保密通信等范畴具备庞大运用价值。

以AlGaN质料为有源区的深紫外LED的发光波长可以或许笼罩210nm - 365nm的紫外波段,是实现该波段深紫外LED器件产物的抱负质料,具备其它传统紫外光源没法相比的上风。

基于MOCVD的深紫外LED外延质料以及芯片器件研究事情,须着重解决质料存在的外貌裂纹、晶体质量差、铝组分低、没法实现短波长发光以及布局质料设计、芯片工艺等问题。

质料是器件机能的根蒂根基与焦点冲破点。

MOCVD反映室 Reactor中Al的“影象”效应,memory effect,这个真是影象深刻、以致可以说铭肌镂骨!?? OELAB的MOCVD师兄弟们 ~ 想必假如看到此节 一定是会意一笑。

高Al组分下的应变节制是要害。

UV LED的欧姆接触电极建造工艺也是很crucial的 ~

随之而来的是电流扩大spreading / electrodes design, 又要不遮光、又要匀称注入 ~

Flip Chip design seems to be the main stream architecture ~

(5) UV LED的封装重要问题

因为此前作为封装质料使用的环氧类树脂质料在紫外光的作用下,轻易呈现树脂机能恶化的征象,致使透明性降低,从而使患上LED亮度也随之降低。

是以,为相识决LED封装器件因紫外光而呈现的机能恶化征象,在封装历程中接纳了不使用树脂质料的要领。

经由过程将LED芯片装入金属封装内,不使用任何其他封装质料而直接用金属壳体及玻璃等盖封住。(这类要领此前一直在GaN类蓝紫色半导体激光器中接纳。)

UV LED的封装另有许多其他trick的地方。

(6) UV LED的专利扼要搜刮

刚搜刮了下,UV LED相干的美国专利有近60,000条。

Ultraviolet LED 紫外LED简述

Ultraviolet LED 紫外LED简述

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前文讲到的Asif Khan这位老兄有186条。

最新的23条:

Ultraviolet LED 紫外LED简述

初期的“年夜杀器”有:

呵呵,诸君须起劲,常识就是气力啊!??

(7) … … (to be continued!)

匆匆成文,聊博一笑,以期抛砖引玉,引同好共起劲!

作者:邵嘉平


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