以基板微细加工可使LED亮度翻倍

日本王子控股公司宣布，确立了使用微细粒子精密涂装技术的微细加工技术，并成功使LED及有机EL元件的亮度提高了一倍。该公司表示，将在2016年供货利用该技术进行表面加工的LED用蓝宝石衬底。该公司在展会“LED Next Stage 2014”（2014年3月4日～7日于东京有明国际会展中心举行）上，展出了采用该技术制造的LED及有机EL元件。

最近，很多高效率的LED都使用表面加工出微细的凹凸或波浪形的蓝宝石衬底“PSS（Patterned Sapphire Substrate）”。有大量案例表明，凭借PSS可使衬底上的氮化镓（GaN）晶体更容易对光进行反射，从而提高LED的光提取效率，发光效率可提高20～30％。制造PSS时，一般是使用半导体制造技术中的光刻技术及纳米压印技术。

使用（右）和未使用（左）ND（纳米点阵列）-PSS时的LED亮度的比较演示

玻璃衬底表面有无微细加工时的有机EL元件亮度的比较演示。右侧有微细加工，王子控股等称之为“等离子体有机EL”。

还可实现数百nm和数μm的复合构造

此次，王子控股制作的LED也使用了PSS衬底，但并未使用光刻及纳米压印技术，使用的是该公司自主开发的“ND（纳米点阵列）-PSS”，其中运用了该公司独有的微细粒子精密涂装技术。该公司并未公布该技术的详细情况，只表示除了能实现最小间距为200nm的凹凸构造的ND-PSS之外，还可实现由数百nm的间距和数μm的间距组合而成的复合构造型ND-PSS。

对蓝宝石基板表面实施微细加工的示例（摘自发布资料）

数百nm的构造与数μm的构造组合的示例（摘自发布资料）

据王子控股介绍，使用这种ND-PSS制造的LED的发光波长为385nm的元件的正面亮度达到原来的2.4倍，全光通量也达到原来的1.8倍。不过，发光效率未公布。

另外，在玻璃衬底采用该技术加工的试制有机EL元件中，红色发光元件正面亮度提高到了约2倍，白色发光元件正面亮度提高到了约1.7倍，而且还实现了低功耗和长寿命。这是因为，玻璃衬底表面加工形成的凹凸成为电极的凹凸，有助于从电极表面提取表面等离子体。“这是与日本理化学研究所共同研究出来的”（王子控股）。

王子控股计划从2016年开始以4英寸为中心销售2～6英寸的PSS衬底。该公司以前未销售过LED用蓝宝石基板，此次是全新涉足这一领域。