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

高亮LED在朝高質(zhì)量低成本的大規模量產(chǎn)過(guò)程中遇到了一些技術(shù)性的挑戰，這為突破性的方案創(chuàng )造了良好的機會(huì )，特別是對那些具“突破性思維”的初創(chuàng )公司來(lái)說(shuō)，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構可能具有獲得更高效率、更低成本的潛力。當然，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(jiàn)光波來(lái)測試芯片，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(lái)進(jìn)行光轉換。QD Vision稱(chēng)其半導體納米晶體可根據粒子大小和材料來(lái)調整至特定的窄帶光波，使LED光的每瓦流明數較使用熒光體轉換方案時(shí)提高30%。燈具制造商使用量子點(diǎn)薄膜覆蓋在LED燈上，來(lái)微調光的顏色。QD Vision目前已向燈具制造商大規模出貨。

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

Coe-Sullivan稱(chēng)推出了不含鎘的完整量子點(diǎn)系列，產(chǎn)品可以持續發(fā)射20-30mW/cm2光強而沒(méi)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。

其獨特的技術(shù)來(lái)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(zhuān)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(chēng)加速壽命測試結果顯示該產(chǎn)品的可靠性與藍寶石上的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用的進(jìn)程?！拔覀儺斍笆芟抻诋a(chǎn)能，正在大力增加MOCVD的產(chǎn)能?！惫緢绦懈笨偛帽R波博士說(shuō)。隨著(zhù)產(chǎn)能擴張，晶能光電計劃向封裝廠(chǎng)商出售藍光芯片用于液晶背光和通用照明。

Inlustra Technologies非極化GaN襯底準備就緒

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(cháng)非極化和半極化GaN襯底，試圖從不同途徑來(lái)影響激光和LED襯底領(lǐng)域。CEO Benjamin Haskell稱(chēng)已試制出2英寸和3英寸產(chǎn)品?，F在還在產(chǎn)出樣品，預計在2011年早期開(kāi)始大規模量產(chǎn)。

最先的應用很可能是綠藍激光二極管，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(zhù)產(chǎn)量增長(cháng)這些最初的應用開(kāi)始降價(jià)，Haskell預計該技術(shù)也可為固態(tài)照明降低成本。盡管該公司通過(guò)使用簡(jiǎn)化的設備及減少材料損耗降低了GaN襯底的制造成本，但Haskell還強調最終器件成本將下降更多，因為在GaN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，而且對于同樣的光輸出，需要的芯片量也減少了。

Haskell稱(chēng)，通過(guò)非極化GaN器件和襯底使性能得到數量級的改善是可能的，因為改變晶向消除了普通晶向上垂直器件(如目前的LED和LD)固有極化場(chǎng)所帶來(lái)的影響。在通常晶面上制作的器件必須克服這些內建電場(chǎng)(約在兆伏每厘米的數量級)才能開(kāi)啟器件；效率損失和色彩遷移是這些電場(chǎng)的兩個(gè)負面影響。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(cháng)平面上卻不會(huì )對性能造成負面影響。

Op-Test尋找更好的器件性能測試和跟蹤方法

Op-Test已經(jīng)在高亮LED測試設備上耕耘了十多年，但最近該公司宣布必須尋找更好的測試和跟蹤器件性能的方法。Op-Test采用一種能量控制測試，可實(shí)現對進(jìn)入芯片的電能和相對應的輸出光能進(jìn)行直接測量?！拔覀円膊挥棉D換光數據，只需掌握放射波長(cháng)信息?！笨偛肈an Morrow指出，“放射數據可使設計者更好地預測芯片的性能并圍繞開(kāi)展設計。還可提供更好的反饋，以控制生產(chǎn)均一性和良率”。該系統目前正在接受某客戶(hù)的試用。