關(guān)鍵字一:OLED
OLED稱為有機(jī)發(fā)光二極管,是基于有機(jī)半導(dǎo)體材料的發(fā)光二極管。OLED由于具有全固態(tài)、主動(dòng)發(fā)光、高對比、超薄、低功耗、無視角限制、響應(yīng)速度快、工作溫度范圍寬、易于實(shí)現(xiàn)柔性和大面積、功耗低等諸多優(yōu)點(diǎn)。目前OLED已在手機(jī)終端等小尺寸顯示領(lǐng)域得到應(yīng)用,在大尺寸電視和照明領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿σ驳玫綐I(yè)界的認(rèn)可。
OLED,正是從2012年正式登上了照明的舞臺(tái),雖然目前只是一個(gè)小角色,但是對LED有不小的替代威脅。
在4月的法蘭克福展上,Philips首次展示出最新OLED技術(shù)的Lumiblade OLED GL350面板,每片GL350OLED面板尺寸約155平方公分,亮度可達(dá)115LM。
而在2012年5月8日-11日的美國拉斯維加斯照明展上,Philips再次展出了一個(gè)OLED鏡子的產(chǎn)品,它會(huì)自動(dòng)感應(yīng)人體的接近與否,自動(dòng)把周圍的OLED光源模組做調(diào)整,中間變暗變成具備鏡子的效果。成功的將智慧燈具和OLED的概念整合在一起。
作為全球照明市場領(lǐng)導(dǎo)品牌的Philips,押寶OLED的意味非常明顯。
但是,OLED應(yīng)用于照明領(lǐng)域,光效卻是一個(gè)不小的考驗(yàn)。在顯示領(lǐng)域OLED亮度達(dá)到100——300cd/cm2就可以得到應(yīng)用,然而在照明用途中,亮度至少要達(dá)到1000——3000cd/cm2。未來幾年,OLED與LED在照明領(lǐng)域的此消彼長的速率,將取決于OLED光效追趕的進(jìn)度。
關(guān)鍵字二:PSS
PSS(Patterned Sapphire Substrate),也就是在藍(lán)寶石襯底上生長干法刻蝕用掩膜,用標(biāo)準(zhǔn)的光刻制程將掩膜刻出圖形,利用ICP刻蝕技術(shù)刻蝕藍(lán)寶石,并去掉掩膜,再在其上生長GaN材料,使GaN材料的縱向發(fā)展變?yōu)闄M向。一方面可以有效減少GaN外延材料的位元錯(cuò)密度,從而減小有源區(qū)的非輻射復(fù)合,提升內(nèi)量子效率,減小反向漏電流,提高LED的壽命;另一方面有源區(qū)發(fā)出的光,經(jīng)GaN和藍(lán)寶石襯底接口多次散射,改變了全反射光的出射角,增加了倒裝LED的光從藍(lán)寶石襯底出射的幾率,從而提高了光的提取效率。
因此,PSS一時(shí)間成為外延廠商爭相采用的提升亮度的主流技術(shù),迅速的普及化,到2013年下半年P(guān)SS已經(jīng)占到了全世界LED用藍(lán)寶石基板的近八成。
而上半年的時(shí)候,藍(lán)寶石襯底平片價(jià)格跌入低谷,襯底廠商普遍的陷入虧損。而PSS因?yàn)槭袌鲂枨髲?qiáng)勁,一時(shí)間市場價(jià)格超過平片2倍以上,吸引藍(lán)寶石基板廠加碼部署,期望以此突破營收虧損的困境。然而隨著新增產(chǎn)能逐漸投入使用,PSS價(jià)格下降的速度也是驚人之快。
而一些大廠此時(shí)已經(jīng)考慮采用更為先進(jìn)的nPSS技術(shù),nPSS的pitch不到1um,亮度能比PSS再提升3%到10%。而壓印要比蝕刻的成本更低出1美金以上,穩(wěn)定性及一致性表現(xiàn)也要好。期待靠PSS來拯救頹勢的襯底廠恐怕又一次要失望,不過技術(shù)進(jìn)步的路徑誰又能猜得到?
關(guān)鍵字三:非藍(lán)寶石襯底
除開CREE成功的商業(yè)化SiC襯底之外,人們已經(jīng)習(xí)慣了襯底材料就是藍(lán)寶石了。不過來到2013年,非藍(lán)寶石襯底方案第一次對藍(lán)寶石襯底的地位發(fā)起了有威脅的挑戰(zhàn)。
最有威脅的挑戰(zhàn)無疑來自硅襯底,2013年1月12日,歐司朗宣傳在150mm的硅片上成功長出GaN的外延,切成1mm2在350mA下亮度可以達(dá)到140lm,該項(xiàng)目是德國聯(lián)邦教育和研究部資助的“硅上氮化鎵”專案的一部分。
而東芝的動(dòng)作就更快一步,2013年12月中,原來并不涉足封裝的東芝直接開賣LED,而芯片正是采用與美國普瑞(Bridgelux)合作的在8寸硅基板上生長的LED芯片。東芝共發(fā)布了四款現(xiàn)行產(chǎn)品的規(guī)格書,包括一款色溫3000K,一款色溫4000K及兩款色溫5000K的LED產(chǎn)品。其中在典型正向電壓為2.9V時(shí),350mA驅(qū)動(dòng)色溫5000K,顯色指數(shù)為70的型號(hào)為TL1F1-NW0的LED,光效達(dá)到110lm/W。
中國廠商晶能光電經(jīng)過多年在硅襯底領(lǐng)域的耕耘,在2013年推出的發(fā)光效率超過120lm/W硅基大功率LED芯片產(chǎn)品,這對渴望自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)芯片是一個(gè)極大的利好消息。
在中國工信部公布的2013年第十二屆資訊產(chǎn)業(yè)重大技術(shù)發(fā)明評(píng)選結(jié)果中,晶能光電(江西)有限公司《硅襯底氮化鎵基LED材料及大功率芯片技術(shù)》專案被評(píng)為資訊產(chǎn)業(yè)重大技術(shù)發(fā)明,并納入《電子資訊產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金專案指南》,享受國家電子資訊產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金專案資金扶持。
而GaN基同質(zhì)外延也并不示弱,在2013年7月3日,首爾半導(dǎo)體全球首次發(fā)布了“npola”,單顆亮度達(dá)到500lm,中村修二博士專程去首爾去為發(fā)布會(huì)站臺(tái)。而中村博士參與創(chuàng)辦的SORAA公司更是以前瞻性的GaN-on-GaNLED技術(shù)獲得了美國DOE下屬的能源轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)ARPA-E(Advanced Research Projects Agency-Energy)的資助。
而CREE在所謂SC3這種新一代技術(shù)平臺(tái)下,連續(xù)推出多款刷新業(yè)界光效的量產(chǎn)LED產(chǎn)品,12月更推出XLamp系列MK-R在1W和25°C溫度的條件下,可提供高達(dá)200lm/W的發(fā)光效率。再次提振SiC襯底LED在光效競賽中綜合實(shí)力排頭地位。
非藍(lán)寶石襯底方案,不僅僅是一次次為產(chǎn)業(yè)界所共同關(guān)注,各國政府也都將之作為重要的基礎(chǔ)研究而納入政策視野,入選十大理所當(dāng)然。