新聞中心

EEPW首頁 > 光電顯示 > 業(yè)界動態(tài) > 納米級InGaN LED實現高效率白光

納米級InGaN LED實現高效率白光

作者: 時間:2016-07-05 來源:eettaiwan 收藏

  照明的神圣目標就在于以最高能效與最佳成本效益的方式實現白光,而這也一直是制造商和學術界之間最熱門的討論話題。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201607/293560.htm

  傳統(tǒng)的途徑包括頻率向下反轉、結合高能量的藍光或近紫外線頻段,以及具有不同波長的螢光粉。

  相較于原始的發(fā)射器(以螢光粉覆蓋的),這種途徑通常以較低的量子效率模擬不完全的白光光譜。螢光粉的壽命有限也對于白光的整個產品生命周期帶來負面影響。

  其他的解決方案結合了以不同峰值波長發(fā)射的多個LED芯片,然而,同樣無法為真正白光帶來自然連續(xù)的發(fā)光過程。

  香港大學(University of Hong Kong)的研究人員則看好可從單晶LED中取得寬頻白光。在最近發(fā)布于《ACS Photonics》期刊中的「寬頻 LED單芯片」(Monolithic Broadband Light-Emitting Diode)一文中,研究人員發(fā)表可在藍寶石基板生長高銦含量氮化銦鎵型氮化鎵( -GaN)量子阱(QW)結構的結果。

  研究人員接著使用矽膠納米粒子組合作為遮罩層,為整個堆疊進行蝕刻,在整個LED芯片上留下納米柱圖案組合,范圍包括從直徑約150nm的納米尖端到直徑約7μm的微碟型共振腔。

  

 

  納米結構流程采用分散的矽珠,(a, b) 納米遮罩用于干式蝕刻; (c)實現隨機分布的納米尖端組合(d),接著再進行平面化

  由于生長的InGaN-GaN量子阱結構遭受晶格不匹配導致的應變影響,因而必須利用整個納米尖點與微碟的不同應變分布。這種現象稱為量子局限史塔克效應(QCSE),其蜂值波長受到應變誘導的壓電場影響,從而降低了有效的隙能量,導致發(fā)光頻譜的紅色色移。透過InGaN-GaN QW堆疊的納米級結構釋放這一應力,可望部份緩解這種色移情形。

  在大約80nm波長發(fā)射的納米尖點,比生長構的更短,但在575nm標準波長下的相同芯片,發(fā)更大的7μm 微碟。

  研究人員為單晶LED進行納米制圖,并混搭應變InGaN-GaN QW的較長波長以及應變納米端(Nano-tips)的較短波長光源。

  

 

  (a)無螢光粉的白光LED單芯片,結合了不同面向的米結構陣列,在進行平面化(c)之前以及之后的(b)制造結構的SEM影像圖

  所取得的芯片可同步發(fā)射在每一納米結構流程中隨機分布的藍光、綠光與黃光。

  

 

  納米結構的單晶LED特寫照片顯示不同的藍、綠與黃光。整個芯片尺寸約1x1mm2

  目前這一研究仍僅止于概念驗證階段,但研究人員在其研究報告中說明,他們希望能使用電子束或納米壓印等精確的納米制圖技術,進一步提高光與頻色分布的均勻一致性。此外,調整納米尖端與微碟的相對濃度,也可以在整個色域上調整發(fā)光度,從而使用多個,不同尺寸的納米尖端(每一個都具有不同程度的應變-松弛)達到更具連續(xù)性的發(fā)光效率。



關鍵詞: InGaN LED

評論


相關推薦

技術專區(qū)

關閉