高壓LED基本結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)分解

　　第二為絕緣層(Isolation)，若絕緣層不具備良好的絕緣特性，將使整個(gè)設(shè)計(jì)失敗，其困難點(diǎn)在于必須在高深寬比的溝槽上披覆包覆性良好、膜質(zhì)緊密及絕緣性佳的膜層，這也是單晶AC LEDu程上的關(guān)鍵。

　　第三個(gè)是晶片間的互連導(dǎo)線(Interconnect)。一般而言，要做到良好的連結(jié)，導(dǎo)線在跨接時(shí)需要一個(gè)相對平坦的表面，一個(gè)深邃的階梯狀結(jié)構(gòu)將使得導(dǎo)線結(jié)構(gòu)薄弱，在高電壓、高電流驅(qū)動下易產(chǎn)生毀損，造成晶片的失效，因此平坦化u程的開發(fā)就變得重要。理想的狀態(tài)是在做絕緣層時(shí)，能一憬深邃的溝槽予以平坦化，使互連導(dǎo)線得以平順連接。

　　此外，高壓發(fā)光二極體在應(yīng)用上和一般低壓二極體最主要的不同點(diǎn)為，它不僅僅能夠應(yīng)用于定直流(Constant DC)中，只要外接橋式整流器，它也能夠應(yīng)用于交流環(huán)境，非常具有彈性。在高壓發(fā)光二極體中，外部整流器紋AC LED裼猛質(zhì)氮化鎵的做法而改裼霉枵流器，不僅使得耗能少，更可防止逆向偏壓過大對晶片所造成的影響；最后，因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/高壓">高壓發(fā)光二極體較AC LED少了內(nèi)部橋整的發(fā)光區(qū)，使發(fā)光效率相對較高，耐用度也較佳。

　　作為大尺寸、高功率LED的解決方案

　　高壓發(fā)光二極體的效率優(yōu)于一般傳統(tǒng)低壓發(fā)光二極體，主要可歸因?yàn)樾‰娏?、多cell的設(shè)計(jì)能均勻地將電流擴(kuò)散開來，進(jìn)而提升光萃取效率。在一些應(yīng)用當(dāng)中，除了需要考慮晶片本身效率外，最終產(chǎn)品的售價(jià)也是一項(xiàng)重要指標(biāo)；例如在當(dāng)前照明領(lǐng)域中，LED燈源仍不被視為主流性產(chǎn)品，關(guān)鍵點(diǎn)在于其售價(jià)仍舊偏高。LED燈源價(jià)格高昂的塬因，除了晶片本身的價(jià)格之外，尚需要考慮整體的物料清單(Bill of material；BOM)，例如由于發(fā)光二極體本質(zhì)上為一具有極性的元件，必須供給一順向偏壓才得以點(diǎn)亮，因此一般LED照明光源內(nèi)都必須附加交流轉(zhuǎn)直流(AC/DC)的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，這是必須付出的成本。

又因LED本身體積小，熱源容易集中，而造成所謂熱點(diǎn)(Hot spot)現(xiàn)象，使得發(fā)光元件本身壽命變短。為了解決熱點(diǎn)的問題，LED燈源上的散熱設(shè)計(jì)也不可缺少，目前散熱設(shè)計(jì)方面以金屬散熱片最為常見，但金屬散熱片除了增加燈源的重量，也增加燈源的成本。由于高壓發(fā)光二極體本身效率高，會減少廢熱及對散熱的需求，進(jìn)而削減成本；從電源轉(zhuǎn)換的角度而言，高電壓小瓦數(shù)的電源轉(zhuǎn)換器如返馳拓W式電路，除了體積小外，因?yàn)轳用的X件少，成本也較低。因此，高壓發(fā)光二極體的優(yōu)點(diǎn)不僅在于晶片本身，它能直接或間接進(jìn)一步提升整體模組的效率。

　　總括而言，在應(yīng)用及設(shè)計(jì)上，單晶片的高壓發(fā)光二極體有下列好處：

　　1、節(jié)省變壓器能量轉(zhuǎn)換的損耗及降低成本。

　　2、除了高電壓直流的應(yīng)用外，利用外部橋式整流電路也可設(shè)計(jì)于交流下操作。

　　3、體積小不卓占洌對封裝及光學(xué)設(shè)計(jì)都具有極佳的運(yùn)用彈性。

　　4、除了紅色螢光粉外，也可以運(yùn)用藍(lán)、紅HV LED搭配適當(dāng)?shù)狞S、綠色螢光粉u成更高效率的高CRI暖白LED。

　　目前在晶元光電中，會首先依據(jù)客戶的各項(xiàng)參數(shù)需求，做設(shè)計(jì)試虻幕本檢查；進(jìn)一步根據(jù)相關(guān)的光、電及熱模型執(zhí)行模擬，決定單位晶胞的大小、數(shù)目及最終產(chǎn)品呈現(xiàn)形式后，再加以實(shí)踐驗(yàn)證；并根據(jù)實(shí)踐所收集到的資料，驗(yàn)證塬始設(shè)計(jì)，或是加以修改達(dá)到優(yōu)化的結(jié)果。目前晶元光電研發(fā)中心已經(jīng)著手進(jìn)行高壓發(fā)光二極體相關(guān)模擬光、電及熱模型的建立。