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1、高亮度led技術與應用趨勢⑴2006/07/1圖高亮度LED之「封裝光通」原理技術探析（郭長祐/DigiTimes.com）Q前言:毫無疑問的,這個世界需要高亮度發光二極體(HighBrightnessLight-EmittingDiode;HBLED),不僅是高亮度的白光LED(HB'VLED),也包括高亮度的各色LED,且從現在起的未來更是積極努力與需要超高亮度的LED(UltrnHighBrightnessLED,簡稱:UHDLED)o用LED背光取代手持裝置原有的EL背光、CCFL背光,不僅電路設計更簡潔容易,且有較高的外力抗受性。用LED背光取代液晶電視原有的CCF
2、L背光，不僅更環保而且顯示更逼真亮麗。用LED照明取代白光燈、鹵素燈等照明，不僅更光亮省電,使用也更長效,且點亮反應更快,用於煞車燈時能減少後車追撞率。所以,LED從過去只能用在電子裝置的狀態指示燈,進步到成為液晶顯示的背光,再擴展到電子照明及公眾顯示,如車用燈、交通號誌燈、看板訊息跑馬燈、大型影視牆,甚至是投影機內的照明等,其應用仍在持續延伸。更重要的是,LED的亮度效率就如同摩爾定律(Mwc”sSv)一樣,每24個月提升一倍,過去認為白光LED只能用來取代過於耗電的白熾燈、鹵素燈,即發光效率在10tJ301m/W內的層次,然而在白光LED突破601H1/W甚至達100lm
3、/W後，就連螢光燈、高壓氣體放電燈等也開始感受到威脅。雖然LED持續增強亮度及發光效率,但除了最核心的螢光質、混光等專利技術外,對封裝來說也將是愈來愈大的挑戰,且是雙重難題的挑戰,一方面封裝必須讓LED有最大的取光率、最高的光通量,使光折損降至最低,同時還要注重光的發散角度、光均性、與導光板的搭配性。另一方面,封裝必須讓LED有最佳的散熱性,特別是HB(高亮度)幾乎意味著H卩(HighPower,高功率、高用電)，進出LED的電流值持續在增大,倘涪不能良善散熱,則不僅會使LED的亮度減弱,還會縮短LED的使用壽命。所以,持續追求高亮度的LED,其使用的封裝技術若沒有對應的強化
4、提升,那麼高亮度表現也會因此打折,宙2未&吆糾蚪口口t口门殆科壯打佔准存苗夂哥达為昇光通方面的討論,也包括熱導方面的討論。CBEc2c1QW;energygap(上的發光效率。f瓦數以順向導通電壓乘以順向導通電流(VfXICFg:VB也不得不先說明更深層核心的裸晶部分，畢竟裸晶hh1AIGaAsGaAsAIGaAsAQuantumWellStructure每瓦用電中,僅有15%口20%被轉化成光能,其餘勺重點就在p-门接面(p~njunction)上,p-门接面是可提升轉化效率。▲量子井(QuantumWell;QW)的結構圖。(郭長祐製圖)關於此,目前多是在p-门接面上開鑿
5、量子井Well;QW),以此來提升用電轉換成光能的比例,更進一步的也將朝更多的開鑿數來努力,即是多量子井(MultipleQummmiWell;MQW)技術。■裸晶層:「換料改構、光透光折」拉高「出光效率J如果光轉效率難再要求,進一步的就必須從出光效率的層面下手,此層面的作法相當多,依據不同的化合材料也有不同,目前HBLED較常使用的兩種化合材料是及SN/WG小,前者用來產生高亮度的橘紅、橙、贵、綠光,後者GaN用來產生綠、翠綠、藍光,以及用WGaN產生近紫外線、藍綠、藍光。至於作法有哪些?這包括改變實體幾何結構(横向轉成垂直)、換用基板(substrate,也稱:襯底)的材
6、料、等。不過,無論如何變化，大體都不脫兩個要S,然黑色表面的GaAs使p-n接面散發出的光有來做基板。又如日本日亞化學工業(Nichia)在明度，減少光阻:將另一邊的光TninGaNstandardmirrorcontactcarrier，專利。JED幾何結構,uiTcntBlocking)该技術也將基板▲對GaN、InGaN化合材料的LMD而言,也有其自有的一套製程結構光通強化法,以德國()SR/M來說，1999年還在使用標準結構,2002年就進展到ATON結構,2003年換成更佳的N()T/結構,2005年則是Thi门GaZ結構。(圖片來源:晶元光電)mirrorco
7、ntactcarrier，專利。JED幾何結構,uiTcntBlocking)该技術也將基板▲對GaN、InGaN化合材料的LMD而言,也有其自有的一套製程結構光通強化法,以德國()SR/M來說，1999年還在使用標準結構,2002年就進展到ATON結構,2003年換成更佳的N()T/結構,2005年則是Thi门GaZ結構。(圖片來源:晶元光電)■封裝層:抗老化黃光、透光率保衛戰從裸晶層面努力增加光亮後,接著就正式從封裝層面接手,務使光通維持最高、光衰減至最少。要有高的流明保持率(TresmiMMc
