high brightness light-emitting diodes / 高亮度 LEDs

自1830年愛迪生發明電燈泡之後到目前為止,將近100多年,一直沒有太大的改變,而且電燈泡的發光效率一直為人所詬病。後來日光燈的發明並利用氣體放電來發光的方式,雖然效率有所提升,但在基本的材料技術上並沒有多太多的變化。但是這一切皆因為發光二極體(Light EmittingDiode; LED)這種固態照明( Solid State Light )出現後,才是照明技術真正的革命性的突破。所以看待固態照明這樣的變化, LED 這種固態 光源的革命性變遷,就像電晶體及平面顯示器一樣,都是種跨時代的成就。目前 LED 已經廣泛的應用於我們的日常生活上,舉凡馬路上的紅綠燈或是手機裡七彩絢麗的背光源都是 LED 的應用例子。但是,這些應用只是 LED 的一小部份罷了 ! 科技日新月異的進步,隨著 LED 亮度的提升,相信十年內 LED將會取代絕大部分日常生活所用的所有光源, LED 產業將會有很大的爆發性成長 ! ( 圖示:高亮度及白光 LED 市場過去十年之成長情形)

LED 是一種由半導體技術所製成的光源,繼 50 年代以矽材料為主的半導體技術發達後,逐漸於 III-V 族化合物半導體發展而成。 LED 的 發光原理係利用半導體中的電子和電洞結合而發出光子,和傳統使用電阻加熱發光的燈泡,或者真空管放電之日光燈,基本上有很大的不同。目前,本實驗室從事LED 的研究多年,已經有許多具體的成果 。

各種顏色的高亮度 LED s ( from altenergyhobbystore )

目前我們對重要的 LED 材料 ─GaAs 的亮度提升作了一份初步的研究。研究中主要是用氧化銦錫 (ITO) 作我們晶圓接合時的介質。 ITO 基本上是一透明又導電的電極,且已被廣泛的使用在 LED 工業。不論是 GaA 或 GaN 系列,都使用 ITO 電極來提高 LED 的亮度。而我們則使用 ITO 來當晶圓接合時的介質。發表了二篇在國際期刊上。這項技術不僅降低了晶圓接合的製程溫度,並且,解決直接晶圓接合晶圓之晶向對準的問題。其中,將磷化鋁銦鎵(AlGaInP) 波長為 620 nm 的紅光發光二極體由砷化鎵 (GaAs) 基材上轉移到銅基材上的研究,已經被刊登在 Applied Physics Letter, 84, 1841 (2004)。當磷化鋁銦鎵發光二極體成長在砷化鎵基材上,其飽和電流大約為 100mA ,飽和光激發強度 (Luminance intensity) 大約在 400 mcd ,然而,將相同的發光二極體結構轉移到銅基材上之後,可以將飽和電流提升到 800 mA ,飽和光激發強度也被提升到了 1230 mcd 。(如圖所示) 這項技術的運用大大提升了發光的輸出功率。並引起了國內外各界之關注。