美科學(xué)家開發(fā)出新興微型無機(jī)LED技術(shù)

美國(guó)科學(xué)家最近開發(fā)出一種將無機(jī)LED微型化的技術(shù)，縮小后的LED甚至能夠用來作為顯示器中的像素。此技術(shù)讓這些微小光源更容易大面積地鑲嵌制作于玻璃、塑料或橡膠基板等材料上，因此可能會(huì)衍生出許多經(jīng)濟(jì)且環(huán)保的應(yīng)用，包含計(jì)算機(jī)屏幕及可彎曲式顯示器等。

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美科學(xué)家開發(fā)出新興微型無機(jī)LED技術(shù)

常見的LED是由無機(jī)材料制成，底層是提供電子的n-type半導(dǎo)體，頂層的p-type半導(dǎo)體層則提供空穴，在適當(dāng)?shù)耐饧与妷合?，電子與空穴會(huì)復(fù)合而放出光子。藍(lán)光及綠光LED分別是由氮化鎵(GaN)及氮化銦鎵(InGaN)所構(gòu)成，紅光LED則是由磷化鋁銦鎵(AlInGaP)所構(gòu)成。無機(jī)LED具有高亮度、穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但制作卻很費(fèi)工，通常是在基板上生長(zhǎng)一層層的半導(dǎo)體薄層，切割成數(shù)千管芯，再將管芯鑲嵌在各應(yīng)用產(chǎn)品中。以目前制程制作出來管芯尺寸皆超過200μm，對(duì)許多顯示器來說太大了。

此技術(shù)讓這些微小光源更容易大面積地鑲嵌制作于玻璃、塑料或橡膠基板等材料上

相反的，有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)是在氧化銦錫導(dǎo)電層及金屬層之間夾一層碳基材料所形成的三明治結(jié)構(gòu)，施加電壓時(shí)，電子和空穴來自組件兩側(cè)，并在碳基層復(fù)合而產(chǎn)生光子。近年來這項(xiàng)技術(shù)已被用來制造顯示器面板上的平行陣列。

要以微型化無機(jī)LED制作出顯示器是項(xiàng)艱難的挑戰(zhàn)，但伊利諾大學(xué)香檳分校的JohnRogers等人辦到了。他們首先在砷化鎵基板上制作紅光LED結(jié)構(gòu)，并沉積一層砷化鋁，然后利用光刻技術(shù)選擇性移除砷化鋁，在基板上蝕刻出許多排列整齊、大小約50μm的方塊，再以氫氟酸去除砷化鋁層，在砷化鎵基板上形成LED陣列。接著研究人員由砷化鎵基板取下LED陣列，并置于已預(yù)制金屬電極的玻璃、塑料或橡膠基板，再以光刻技術(shù)加上第二組電極，就大功告成了。

該團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是利用微型LED制作顯示器所需要的像素陣列，而不只是當(dāng)背光源使用。雖然目前這項(xiàng)技術(shù)只制作出紅光顯示器，但Rogers計(jì)劃制作出微型藍(lán)光及綠光LED，以達(dá)成全彩顯示。另一項(xiàng)有潛力的應(yīng)用是白光照明，目前正由CoolEdge公司發(fā)展。該團(tuán)隊(duì)也致力于發(fā)展可撓式紅外光或UV發(fā)光裝置，期望能應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)上。

(編輯：夾心)