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光電/顯示技術  

台灣大學團隊開發創新白光LED技術

上網時間: 2016年02月05日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:白光LED  台灣大學  量子阱  奈米柱  氮化鎵 

目前要製作白光LED,若不是採用白色磷光體(phosphor)材料塗佈包覆於單色LED之外,就是將紅光、綠光與藍光LED混合在一起;台灣大學(National Taiwan University,NTU)的研究人員正在開發一種技術,能從單一分層柱狀(tiered-column) LED產生單一像素(pix)的白光。

上述技術是由台灣大學光電工程學研究所(Institute of Photonics and Optoelectronics)教授楊志忠所率領的團隊正在進行的研究;其基本概念是將量子阱(quantum wells)嵌入在同一基板上生長、排列非常緊密的氮化鎵(GaN)與氮化銦鎵(InGaN)奈米柱(nano-rods)。楊志忠指出,那些LED陣列是以有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)脈衝生長方法製作,能達到比採用傳統製程技術更佳的發光性能。

「我們能生長出不同截面尺寸的多節(multi-section)奈米柱,相較於單節奈米柱能展現更寬廣的發射頻譜;」楊志忠在接受EE Times美國版編輯獨家專訪時表示:「我們開發這種多節奈米柱LED的目標,是能發射出免磷光體的白光。」

掃描電子顯微鏡的影像顯示,單一直徑的柱狀像素會發射單一色光(左),不過若將其頂部窄化(右),同一像素就會發出兩種不同的色光;而透過添加第三個更窄的層,就可能發出第三種色光,也就是讓單一像素發射出紅、綠、藍(RGB)三色混合出的白光
掃描電子顯微鏡的影像顯示,單一直徑的柱狀像素會發射單一色光(左),不過若將其頂部窄化(右),同一像素就會發出兩種不同的色光;而透過添加第三個更窄的層,就可能發出第三種色光,也就是讓單一像素發射出紅、綠、藍(RGB)三色混合出的白光
(來源:台灣大學)

楊志忠表示,這種側壁發光(sidewall emission)可能更有效率,因為會有更大的表面區域;透過垂直擴展不同直徑的金字塔,甚至在每個奈米柱內能發出更多光。結合適當平衡的紅綠藍(RGB)光源,這種方法應該也能產生各種冷暖色調的白光。

利用反向摻雜的氮化鎵以及夾在中間的量子阱,台灣大學的研究人員展示氮化鎵LED的運作原理
利用反向摻雜的氮化鎵以及夾在中間的量子阱,台灣大學的研究人員展示氮化鎵LED的運作原理
(來源:台灣大學)

「我們也能利用氧化鋅鎵(gallium zinc oxide,GaZnO)代替氧化錫銦(IoT)做為透明互連,具有非常高的導電性;」楊志忠表示,他的研究團隊也正在研發以表面電漿強化發光,提升效率並避免衰減效應(droop effect);還有藉由增加頻寬的調變催生可見光高速通訊。」

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Taiwan Pursues White LED,by R. Colin Johnson)





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