納米技術(shù) 向高亮LED技術(shù)性問題發(fā)起挑戰(zhàn)

高亮LED在朝高質(zhì)量低成本的大規(guī)模量產(chǎn)過程中遇到了一些技術(shù)性的挑戰(zhàn)，這為突破性的方案創(chuàng)造了良好的機(jī)會(huì)，特別是對(duì)那些具“突破性思維”的初創(chuàng)公司來說，他們正在嘗試一些有趣的納米技術(shù)方案。創(chuàng)新的重要方面在于材料，量子點(diǎn)和襯底中的受限晶體結(jié)構(gòu)可能具有獲得更高效率、更低成本的潛力。當(dāng)然，一些較成熟的公司也同樣具有一些突破性的方案，例如利用射頻波取代可見光波來測(cè)試芯片，獲得更好的良率控制反饋。

從高亮LED中獲得更多理想暖白光的一種方法是采用量子點(diǎn)取代紅色熒光體來進(jìn)行光轉(zhuǎn)換。QD Vision稱其半導(dǎo)體納米晶體可根據(jù)粒子大小和材料來調(diào)整至特定的窄帶光波，使LED光的每瓦流明數(shù)較使用熒光體轉(zhuǎn)換方案時(shí)提高30%。燈具制造商使用量子點(diǎn)薄膜覆蓋在LED燈上，來微調(diào)光的顏色。QD Vision目前已向燈具制造商大規(guī)模出貨。

該公司CTO兼聯(lián)合創(chuàng)始人Seth Coe-Sullivan介紹道，目前公司也對(duì)LED背光市場(chǎng)投入興趣，已計(jì)劃明年推出相關(guān)產(chǎn)品。對(duì)于背光產(chǎn)品，涂有納米晶墨的涂層可以直接用于藍(lán)光LED，替代熒光體，可改善顯示性能，也可使更多的光通過，提高電能效率三分之一左右。

Coe-Sullivan稱推出了不含鎘的完整量子點(diǎn)系列，產(chǎn)品可以持續(xù)發(fā)射20-30mW/cm2光強(qiáng)而沒有變化。

初創(chuàng)公司晶能光電在硅襯底上制造出商用高亮藍(lán)光LED

中國初創(chuàng)公司Lattice Power（中國南昌）正在硅襯底上制造高亮LED，小型藍(lán)光和綠光用于顯示的器件已投入量產(chǎn)，液晶背光以及大尺寸芯片的通用照明產(chǎn)品也即將推出。

其獨(dú)特的技術(shù)來自南昌大學(xué)江風(fēng)益教授及其研究小組的科研成果，將GaN層沉積在硅上而不是藍(lán)寶石或SiC上能更好地控制熱失配和晶格失配。近期Lattice獲得一些專利，并在一些技術(shù)會(huì)議上發(fā)表研究進(jìn)展，其中一款產(chǎn)品從1×1mm藍(lán)光芯片中在350mA的電流下獲得100流明冷色白光，襯底是在(111)2英寸硅襯底上沉積的InGaN/GaN。研究人員稱加速壽命測(cè)試結(jié)果顯示該產(chǎn)品的可靠性與藍(lán)寶石上的LED相近。Lattice Power研究人員也正在更大的硅晶圓上進(jìn)行研發(fā)，可進(jìn)一步提高成本效益。

目前的200×200μm藍(lán)光綠光芯片產(chǎn)品主要用于大顯示屏上，該公司也正在推進(jìn)更大芯片用于高亮應(yīng)用的進(jìn)程。“我們當(dāng)前受限于產(chǎn)能，正在大力增加MOCVD的產(chǎn)能?！惫緢?zhí)行副總裁盧波博士說。隨著產(chǎn)能擴(kuò)張，晶能光電計(jì)劃向封裝廠商出售藍(lán)光芯片用于液晶背光和通用照明。

Inlustra Technologies非極化GaN襯底準(zhǔn)備就緒

UC Santa Barbara的分離公司Inlustra Technologies正采用改良的HVPE化學(xué)方法直接生長非極化和半極化GaN襯底，試圖從不同途徑來影響激光和LED襯底領(lǐng)域。CEO Benjamin Haskell稱已試制出2英寸和3英寸產(chǎn)品?，F(xiàn)在還在產(chǎn)出樣品，預(yù)計(jì)在2011年早期開始大規(guī)模量產(chǎn)。

最先的應(yīng)用很可能是綠藍(lán)激光二極管，這在通常的晶向上很難制造，且價(jià)格敏感度比照明要低。但隨著產(chǎn)量增長這些最初的應(yīng)用開始降價(jià)，Haskell預(yù)計(jì)該技術(shù)也可為固態(tài)照明降低成本。盡管該公司通過使用簡(jiǎn)化的設(shè)備及減少材料損耗降低了GaN襯底的制造成本，但Haskell還強(qiáng)調(diào)最終器件成本將下降更多，因?yàn)樵贕aN上制造LED使整個(gè)制造工藝更為簡(jiǎn)化，包括外延沉積及器件工藝的簡(jiǎn)化。由于效率損耗較普通的極化LED有所降低而光輸出量提高，LED芯片可以變得更小，而且對(duì)于同樣的光輸出，需要的芯片量也減少了。

Haskell稱，通過非極化GaN器件和襯底使性能得到數(shù)量級(jí)的改善是可能的，因?yàn)楦淖兙蛳似胀ň蛏洗怪逼骷?如目前的LED和LD)固有極化場(chǎng)所帶來的影響。在通常晶面上制作的器件必須克服這些內(nèi)建電場(chǎng)(約在兆伏每厘米的數(shù)量級(jí))才能開啟器件；效率損失和色彩遷移是這些電場(chǎng)的兩個(gè)負(fù)面影響。但如果器件制作在非極化表面，這種極性仍會(huì)留存在生長平面上卻不會(huì)對(duì)性能造成負(fù)面影響。

Op-Test尋找更好的器件性能測(cè)試和跟蹤方法

Op-Test已經(jīng)在高亮LED測(cè)試設(shè)備上耕耘了十多年，但最近該公司宣布必須尋找更好的測(cè)試和跟蹤器件性能的方法。Op-Test采用一種能量控制測(cè)試，可實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入芯片的電能和相對(duì)應(yīng)的輸出光能進(jìn)行直接測(cè)量。“我們也不用轉(zhuǎn)換光數(shù)據(jù)，只需掌握放射波長信息?！笨偛肈an Morrow指出，“放射數(shù)據(jù)可使設(shè)計(jì)者更好地預(yù)測(cè)芯片的性能并圍繞開展設(shè)計(jì)。還可提供更好的反饋，以控制生產(chǎn)均一性和良率”。該系統(tǒng)目前正在接受某客戶的試用。