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浅析Micro LED不同结构的发光芯片

2023-05-06 11:11 来源:慧聪LED屏网

Micro LED显示技术可以认为是传统LED显示屏的微间距化和高清化,Micro LED 显示将微小的LED晶体颗粒作为像素发光点,LED芯片结构和封装方式直接影响着Micro LED显示器件的性能。LED芯片通常由衬底、P型半导体层、N型半导体层、P-N结和正负电极组成,当在正负电极之间加正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子在P-N结处复合,电能转换为光能,发出不同波长的光。

01Micro LED的芯片类型

LED芯片的结构主要有正装结构、倒装结构和垂直结构三种。

浅析Micro LED不同结构的发光芯片


02正装芯片结构

正装芯片是最早出现的芯片结构,该结构中从上至下依次为:电极,P型半导体层,发光层,N型半导体层和衬底,该结构中PN结处产生的热量需要经过蓝宝石衬底才能传导到热沉,蓝宝石衬底较差的导热性能导致该结构导热性能较差,从而降低了芯片的发光效率和可靠性。正装芯片结构中p电极和n电极均位于芯片出光面,电极的遮挡会影响芯片的出光,导致芯片发光效率较低;正负电极位于芯片同一侧也容易出现电流拥挤现象,降低发光效率;此外,温度和湿度等因素可能导致电极金属迁移,随着芯片尺寸缩小,正负电极间距减小,电极迁移可能导致短路问题。

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03倒装芯片结构

倒装芯片结构从上至下依次为蓝宝石衬底、N型半导体层,发光层,P型半导体层和电极,与正装结构相比,该结构中PN结处产生的热量不经过衬底即可直接传导到热沉,因而散热性能良好,芯片发光效率和可靠性较高;倒装结构中,p电极和n电极均处于底面,避免了对出射光的遮挡,芯片出光效率较高;此外,倒装芯片电极之间距离较远,可减小电极金属迁移导致的短路风险。

04垂直结构芯片

与正装芯片相比,垂直结构芯片采用高热导率的衬底(Si、Ge和Cu等衬底)取代蓝宝石衬底,极大的提高了芯片的散热性能,同时,垂直结构芯片的正负电极分别位于芯片上下两侧,电流分布更加均匀,避免了局部高温,进一步提升了芯片可靠性,但是目前垂直芯片成本较高,量产能力较低。

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