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編者按：LED元件在2005年的全球市場規(guī)模約為57.4億美元，其中50%在日本，20%在臺灣。除了各種應(yīng)用照明、戶外建筑及手機背光源等應(yīng)用外，業(yè)界正在積極找尋各種新應(yīng)用；本文介紹了LED的基本原理、技術(shù)趨勢，以及市場動態(tài)。 Z;qgB7-M jM%8h$&E LED技術(shù)研發(fā)之路，最為人津津樂道的故事，就是開發(fā)藍光LED時，碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)兩大門派之爭。這也是許多研發(fā)團隊辛勤投入開發(fā)藍光LED元件時，必須痛苦抉擇的兩條截然不同的道路。 {^jk_G \ys Q%Fa1h:2 & 之前，全球許多大公司皆投入SiC研發(fā)，結(jié)果日本一家專門做熒光粉業(yè)務(wù)的公司——日本日亞化工公司(Nichia Chemical Industries Ltd.)的研發(fā)人員中村修二先生(Shuj Nakamura)於1994年和1995年，在氮化鎵(GaN)研究方面獲得重大突破，并取得震驚全球的專利。這位研發(fā)人員的重大突破，引發(fā)了包括Sony及Toshiba等大廠的最高主管都出面為自己所做的錯誤決策導(dǎo)致技術(shù)落後而道歉。這位Nakamura的技術(shù)突破，讓氮化鎵(GaN)陣營正式快速超越SiC。 &4R -5i2a 原本做熒光粉業(yè)務(wù)的Nichia由於在藍光LED技術(shù)上的成功，使其年營業(yè)額從約1億美元快速發(fā)展到2003年的9億美元。而原本該公司準(zhǔn)備發(fā)給Nakamura的專利獎勵金是日幣200萬元，經(jīng)過一場官司後，Nichia被判定應(yīng)該給這位研究人員日幣2億元。 r-aCa/4y! q0y#Y 歐斯朗公司LED封裝趨勢 r;C BA'Z OKO+(>A Q 繼藍光LED技術(shù)突破後，白光LED正式啟動了廣泛的LED應(yīng)用風(fēng)潮，從顯示、指示及手機光源，到正在醞釀中的LCD-TV背光源，各種新機會的大門不斷被創(chuàng)意敲開。 - D&d1 `N4 A]_5O8<buW ^|j @' @L 2、LED技術(shù) 6 #m:= LED是繼1950年代矽(Si)半導(dǎo)體技術(shù)後，由三五族(III-V族)化合物半導(dǎo)體發(fā)展的半導(dǎo)體器件。LED的發(fā)光原理是利用半導(dǎo)體中的電子和空穴結(jié)合而發(fā)出光子，不同於燈泡需要在3000度以上的高溫下操作，也不必像日光燈需使用高電壓激發(fā)電子束，LED和一般的電子元件相同，只需要2-4V的電壓，在常溫下就可以正常動作，因此其壽命也比傳統(tǒng)光源來得更長。 hqwDlapTt k0^t$J W LED所發(fā)出的顏色，主要是取決於電子與空穴結(jié)合所釋放出來的能量高低，也就是由所用的半導(dǎo)體材料的能隙所決定。同一種材料的波長都很接近，因此每一顆LED的光色都很純正，與傳統(tǒng)光源都混有多種顏色相比，LED可說是一種數(shù)字化的光源。 E WNm }C9 UJ^MS4;I3 LED晶片大小可以因用途而隨意切割，常用的大小為0.3-1.0mm左右，跟傳統(tǒng)的燈泡或日光燈相比，體積相對小得多。為了使用方便，LED通常都使用樹脂包裝，做成5mm左右的各種形狀，十分堅固耐震。 tB/' 3#o LED的基本結(jié)構(gòu) ,J O Nc9 S #6: ! E~K5n2CI LED的制作過程與制作矽晶圓IC很相似，首先使用化學(xué)周期表中超高純度的III族元素——鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)，以及V族元素——氮(N)、磷(P)、砷(As)為材料，在高溫下反應(yīng)成為化合物，經(jīng)過單晶生長技術(shù)，制成單晶棒，經(jīng)過切割、研磨、拋光成為晶片，再將其作為基板(substrate)，使用磊晶技術(shù)將發(fā)光材料生長在基板上，制成的磊晶片經(jīng)過半導(dǎo)體鍍金和蝕刻工藝後，通過細切加工成LED晶粒。 u|EHe"V" \F5 d p 值得注意的是，除了大家常見的可見光外，LED還有不可見光，如“紫外光”與“紅外光”等，例如電視遙控器就是一種紅外光應(yīng)用，其波長約為900nm，而紫外光則因為具有殺菌功能，所以被廣泛應(yīng)用在醫(yī)療用途上。 x4^* YZc$, %RD%AliO}K LED主要向大功率和小體積兩個方向發(fā)展 *h)|K s }F=lG
