LED芯片技术的发展(3)

（7）光子晶体（Photonic Crystal）

光子晶体主要用在LED表面或衬底上，是周期性分布的二维光学微腔。由于其在一定波段范围内光的禁带，光不能够在其中传输，因而当频率处在禁带内的光入射就会发生全反射。只要设计好光子晶体的结构参数，可以使得LED发出的光都在禁带内被反射，光子晶体不但增加了内量子效率，也增加提取效率。理论研究，指出通过制作带有光子晶体表面的芯片，可以使得其出光效率达到40%。M. Boroditsky等人在发光区周围制作二维光子晶体，其光致发光强度比未采用的增强了60%，外部量子效率可达到70%[19]。

（8）薄膜芯片技术（Film technology）

传统的蓝宝石衬底，由于其结构上的限制发光效率的提升受到了限制。结合键合技术（wafer-bonding）和激光剥离（LLO）技术，通过去掉衬底，粗化出光面，无论在热特性还是光特性，都具有很好的性能。再通过表面粗化和倒装技术，可以获得光效和散热最好芯片，提取效率达75%。

(9) AC LED芯片技术

普通LED芯片必须供给合适的直流供电才能正常发光，而日常生活中采用的高压交流电(AC 100～220V)，必须将其由交流(AC)转换为直流(DC)，由高压转换为低压，才可以来驱动LED进行正常工作；同时，在进行AC与DC转换时有15%～30%的电能损失。用交流AC直接驱动LED发光，整个LED系统将大大简化。利用LED单向导通的特性，人眼不能响应AC的50-60Hz频率变化。所以，AC LED具有体积较小、效率高、高压低电流导通、双向导通，及GaN LED不存在静电击穿ESD等优点。AC LED 技术关键是通过串联和并联将正反向的多个微型芯片集成在单个大芯片上（如1.5mmx1.5mm），其输出功率可比同尺寸DC LED芯片提约50%。目前已有商品化功率型产品，在色温3000K为标准、CRI85下，可以实现75lm/W。

3、技术发展趋势

追求高的发光效率，一直是LED芯片技术发展的动力。倒装技术是目前获取高效大功率LED芯片的主要技术之一，衬底材料中蓝宝石和与之配套的垂直结构的衬底剥离技术（LLO）和键合技术仍将在较长时间内占统治地位。光子晶体和AC LED技术将是未来潜力很的技术。

在不久的将来，采用新的金属半导体结构，改善欧姆接触，提高晶体质量，改善电子迁移率，电注入效率可获得92%。改善LED芯片外形，表面粗化和光子晶体，高反射率镜面，透明电极，提取效率可得90%，那时白光LED的总效率可达到52%.

随着LED光效的提高，一方面芯片越做越小，在一定大小的外延片，如2²，可切割的芯片数越多，从而降低单颗芯片的成本，降低了价格。如出现6mil。另一方面单芯片功率越做越大，如3W，将来往5W，10W发展。这对于功率需求的照明等应用中可以减少芯片使用数，降低应用系统的成本。