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1、光电半导体与OLED发展现况作者：陈俊荣、张永政、刘柏挺、郭艳光摘要本文介绍发光二极管、侧射型激光、与面射型激光的发展现况，并且分别使用木实验室的仿真软件APSYS、LASTIP与PICS3D配合典型的结构为实例介绍其相关特性。另外也介绍有机发光二极管的最新发展与国内外市场的概况，并以APSYS仿真软件分析由Alq3及TPD所组成的双层OLED组件特性。一、绪论光电半导体的产品已广泛应用在生活中的各个层面中，例如：发光二极管(Light-EmittingDiode,LED)及半导体激(LaserDiode,LD),其应用范围包括照明、指示器
2、光源、光信息储存系统、激光打印机、光纤通讯及医疗等。其它的产品如光侦测器、太阳能电池、光放大器及品体管等,每一项产品的应用都与今□高科技时代的生活息息相关。□从视讯时代来临Z后，显示器的品质便成为市场考量的重要因素，早期的阴极射线管(CathodeRayTube,CRT)显示器已逐渐被薄膜品体管液品显示器(ThinFilmTransistor-LiquidCrystalDisplay,TFT-LCD)或电浆显示器(PlasmaDisplayPanel,PDP)所取代，尤其个人计算机显示器被TFT-LCD取代的速度更快，因此造就了台湾TFT-
3、LCD产业这两年來蓬勃的发展。另一方面，有机发光二极管(OrganicLight-EmittingDiode,OLED)的崛起也受到学术界与产业界的高度重视，若将OLED应用于显示科技上，未来可望创造大型挠曲性显示器。此外，柯达公司OLED平面显示器核心专利技术即将于2005年到期，这将为全球显示器市场带來无限商机。国内现有TFT-LCD制造厂商也不敢轻忽OLED未來可能带来的冲击，更不愿意在产品生命周期被极度压缩的年代里被淘汰，因此纷纷投入人力在OLED的研发上。木文将就目前学术界在LED、侧射型激光(Edge-EmittingLaser
4、,EEL)与面射型激光(Vertical-CavitySurface-EmittingLaser,VCSEL)的研究现况，以及国内相关制造厂商做介绍。另外，对于OLED的应用与国内外制造厂商的最新发展现况也做了详细的说明。二、光电组件接卜•來逐项介绍发光二极管、侧射型激光、面射型激光、与有机发光二极管的发展现况，并且使用木实验室的仿真软件以典型的结构为实例介绍其相关特性。(-)发光二极管目丽发光二极管的发展，已经包含可见光范围的所有波段以及红外光的部份，并且皆已商品化。然而，蓝紫光与紫外光的部份，仍有许多研究单位尚在探讨如何改善组件的性能。
5、红光波段的发光材料主要以AlGalnP为主，蓝紫光及紫外光的发光材料则以InGaN与AlGaN为主。由于紫外光发光二极管可做为口光发光二极管的激发光源，因此近年來倍受重视。但是，短波长氮化物的发展却受限于基板的开发与高品质p态薄膜的成长，直到今口仍是光电领域研究的重点。Yasan等人在2003年以AlGaN材料系统制成单一量了井结构(SingleQuantumWell,SQW),成功长成尖峰波长为267nm的发光二极管，脉冲操作卜之最大功率可达4.5mW；当输入电流为435mA时，连续波操作最大功率为165W[l]oAdivarahan等人
6、在2004年同样以AlGaN为材料,并在活性层设计三个量子井的结构，其发光波长为269nm,当连接两个LED并外加40mA的直流电时，其光输出功率可达0.85mW[2]o以上研发成杲皆为紫外光发光二极管的翘楚，H后如能有更多突破，必可加速口光发光二极管的发展，使其成为现代生活照明的主力。除了学术界最新的突破外，台湾发光二极管厂商包括国联、亿光、东贝及光磊等，从2004年3月起业绩与营收可望创卜•新高，又因口光LED需求量大增，也使LED晶粒厂持续获利，因此台湾光电产业营收总值可望再创历史新高。在发光二极管的相关研究上，木实验室以APSYS(
7、AdvancedPhysicalModelsofSemiconductorDevices)仿真软件来分析InGaN多量了井(MultipleQuantumWell,MQW)结构的LED组件特性。我们参考Tadatomo等人在2001年所设计的InGaNLED结构(如图1所示)[3],其中活性层设计为4个量了井，井的材料为Ino.o7Gao.93N,厚度是3nm,井障(barrier)的材料为GaN,厚度是10nm,组件为350mx35Om矩形形状，n・contact则仿真实际制作组件时蚀刻至GaN层并与p-contact同狈9,发光波长为3
8、82nm的紫外光。图2为InGaN发光二极管的L・I及I・V特性图，组件的turn-onvoltage约为3.0V,输入电流对应于发光功率趋势与实验曲线大致相符，未来将改变结构设
