日本王子控股公司宣布,確立了使用微細粒子精密涂裝技術的微細加工技術,并成功使LED及有機EL元件的亮度提高了一倍。該公司表示,將在2016年供貨利用該技術進行表面加工的LED用藍寶石襯底。該公司在展會“LED Next Stage 2014”(2014年3月4日~7日于東京有明國際會展中心舉行)上,展出了采用該技術制造的LED及有機EL元件。
最近,很多高效率的LED都使用表面加工出微細的凹凸或波浪形的藍寶石襯底“PSS(Patterned Sapphire Substrate)”。有大量案例表明,憑借PSS可使襯底上的氮化鎵(GaN)晶體更容易對光進行反射,從而提高LED的光提取效率,發光效率可提高20~30%。制造PSS時,一般是使用半導體制造技術中的光刻技術及納米壓印技術。
使用(右)和未使用(左)ND(納米點陣列)-PSS時的LED亮度的比較演示
玻璃襯底表面有無微細加工時的有機EL元件亮度的比較演示。右側有微細加工,王子控股等稱之為“等離子體有機EL”。
此次,王子控股制作的LED也使用了PSS襯底,但并未使用光刻及納米壓印技術,使用的是該公司自主開發的“ND(納米點陣列)-PSS”,其中運用了該公司獨有的微細粒子精密涂裝技術。該公司并未公布該技術的詳細情況,只表示除了能實現最小間距為200nm的凹凸構造的ND-PSS之外,還可實現由數百nm的間距和數μu03BCm的間距組合而成的復合構造型ND-PSS。
對藍寶石基板表面實施微細加工的示例
數百nm的構造與數μu03BCm的構造組合的示例
據王子控股介紹,使用這種ND-PSS制造的LED的發光波長為385nm的元件的正面亮度達到原來的2.4倍,全光通量也達到原來的1.8倍。不過,發光效率未公布。
另外,在玻璃襯底采用該技術加工的試制有機EL元件中,紅色發光元件正面亮度提高到了約2倍,白色發光元件正面亮度提高到了約1.7倍,而且還實現了低功耗和長壽命。這是因為,玻璃襯底表面加工形成的凹凸成為電極的凹凸,有助于從電極表面提取表面等離子體。“這是與日本理化學研究所共同研究出來的”(王子控股)。
王子控股計劃從2016年開始以4英寸為中心銷售2~6英寸的PSS襯底。該公司以前未銷售過LED用藍寶石基板,此次是全新涉足這一領域。