Cree高功率白光LED,晶粒與封裝技術提升的結果

日前美國LED大廠Cree在發佈了大小為1 mm×1 mm高功率白光LED,其發光效率可高達161 lm/W。對於這項新記錄,Cree表示這是晶粒與封裝技術提升的結果。該公司表示,他們即將生產這種具有紀錄優勢的LED,將持續在生產過程中導入創新技術,預期一年內將開始量產這種高效能的LED。

對此,Cree向美國專利商標局(USPTO)申請的20080272386號專利,已於11月公開,內容是使用激光剝削或切削(laser ablation or sawing)技術直接在碳化矽(SiC)基板上刻出凹槽((trenches),再利用旋轉塗布法將半導體納米晶體或螢光粉等螢光材料填入凹槽中,在凹槽間形成一個凸面橋,這個方法可以讓白光LED變得更小、更容易製造。這些螢光填充物能把SiC基板上的GaN LED所發出的窄頻域藍光,轉換成寬帶譜的白光。專利發明人Peter Andrews指出,與目前將LED置於杯狀基座(submount)中並以光轉換材料封裝的技術相比,在基板上刻蝕出凹槽是一大進展,因為前者會限制白光LED的最小尺寸。為了協助光脫離LED,廠商會改變基座的形狀並提高其反射率,而Cree的凹槽設計也有提高光萃取率的作用。

除了傳統LED使用的螢光粉外,在凹槽中引進硒化鎘(CdSe)等半導體納米微晶,也有助於控制發光波長。Cree建議以噴墨印刷、網印與噴槍應用系統取代常見的旋涂法,將這類新穎材料填入凹槽中。儘管採用新的波長轉換材料並增加了凹槽設計,LED裸晶仍保有傳統的標準電極結構,因此可繼續封裝成LED,或直接那來使用,例如直接被固定在電路板或基板上作應用。

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