安徽省紫芯半导体技术有限公司
Anhui UV-Chips semiconductor technology Co., Ltd

紫外线芯片为啥有各种颜色光呈现?

发表时间:2021-01-12 08:52

    UV LED按照发光峰波段可划分为:UVC,波长峰值(WLP)在200-280nm波段;UVB在280-320nm波段;UVA在320-400nm波段。其中,UVB和UVC波段的紫外光本身是肉眼不可见的,但很多UVC芯片都会发出肉眼可见的光线,光线呈现蓝色、紫色、白色、黄色等,出现光色不一的问题。这种问题在蓝绿光LED不明显,主要是因为蓝绿光LED工作状态的亮度非常高且波长变化引起的视觉光色差异较小,而在UV LED应用中非常常见甚至是无法避免的。

    不过,蓝绿光LED主要应用为照明、背光源、景观等,视觉观察是评价其优劣的重要依据,而UV LED芯片多为功能性应用,评价以功能实现为依据,因此光色不一的问题并不是UV LED面临的主要问题。

    但即便如此,UV LED光色不一的问题仍然需要我们对其进行深入的分析,光线颜色通常受到外延结构影响较大,以下针对UV LED的光色问题进行外延材料的机理剖析。

视觉光色不一的直接原因就是光谱不同

     目前UVC LED主流发光波长峰值(WLP)为270nm-280nm,其光谱如图一所示,峰值最高为278nm,两边逐渐降低。长波方向,当波长达到可见光范围的380nm以上(紫色圈处),仍有一定的强度,这部分光线会被人眼接收,呈现出微弱的紫色光;如果波长达到460nm(蓝色圈处)还有一定的强度,会呈现出微弱的蓝紫光。如果蓝光区域的光强度接近甚至超过紫光区域的强度,则会呈现出微弱的蓝光。

光谱图.jpg

图一 UVC芯片光致发光谱

(一)光谱半高宽

    光谱半高宽影响芯片发光颜色主要是UVA波段。蓝绿光均为可见光且亮度非常高,UVC和UVB光线不可见,UVA则是有一部分光为可见光,可见光的比例很大程度上影响了其发光颜色,因此UVA波段光谱半宽对于发光颜色影响更加明显,如图二(a)所示,半高宽(FMHW)较小,发光颜色会偏紫;图二(b)的光谱FMHW较大,发光颜色会偏蓝。

    同样,FMHW的大小也会体现在主波长数据上,大部分情况下,FMHW越大,主波长也越大,发光颜色会偏长波长。

b 光谱半宽大发光颜色偏蓝.jpg

a 光谱半宽小发光颜色偏紫.jpg

a 光谱半宽小,发光颜色偏紫


b 光谱半宽大发光颜色偏蓝.jpg

b 光谱半宽大,发光颜色偏蓝

   量子阱的阱宽是决定发光光谱的其中一个因素,阱宽波动导致光谱半宽大。工艺过程控制出现偏差会引起阱宽的变化,如温度、MO源饱和蒸气压、III族元素组分等因素变化都会引起生长速率的变化,从而导致阱宽出现变化。如果材料中不同位置的阱宽差异明显,或同一位置不同外延层的阱宽差异明显,就会出现光谱半宽大的问题。

阱宽波动透射电镜图片.jpg

阱宽波动透射电镜图片

     此外,阱层掺杂、极化场等也会引起光谱半宽大的问题。

安徽省紫芯半导体技术有限公司
Anhui UV-CHIPS semiconductor technology Co., Ltd
24小时服务热线
400-8601710
邮箱:uvclcd@qq.com
地址:安徽省安庆市太湖县刘畈乡刘畈村枫树街80号
QQ:2197320943
集团公司
松本國際股份有限公司
SOOBOO INT'L SHARES LIMITED

地址:香港中环德辅道中130-132号大生银行大厦1205室

电话:+852-28135007

太湖县裕田光电显示有限公司
Taihu ROOTIN photoelectric display Co.,Ltd

地址:太湖县刘畈乡刘畈村枫树街

电话:400-860-1710
深圳市森本显示科技有限公司
Shenzhen senboo display technology Co.,Ltd

地址:深圳市光明区马山头第五工业区瑞成商务大厦405

电话:0755-23711710
百医有限公司
联系人:田森豪
手机:0920180173
电话:02-23698688
地址:台北市中正区(100)罗斯福路二段10号4楼