突破大廠防線 台大新LED設備/材料研發有成

作者: 黃耀瑋
2013 年 03 月 25 日

台灣大學在發光二極體(LED)製造技術上出現重大突破。台灣大學光電創新研究中心成功開發出新一代脈衝雷射沉積法(PLD)長晶設備,以及無稀土元素的螢光粉材料,並已著手申請台灣及美國專利。未來,這兩項新技術將可協助台灣LED業者突圍國際大廠專利封鎖線,進一步提升產品效率,並降低生產成本。
 


國立台灣大學光電創新研究中心主任林清富認為,台灣LED業者只要能避開專利議題,在照明市場上將極具競爭力。





國立台灣大學光電創新研究中心主任林清富表示,該中心近期透過PLD技術,開發出新的LED晶圓製作解決方案,可與目前主流的金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)機台相互搭配,以更低成本執行長晶作業,再由MOCVD負責磊晶製程。此項技術不僅有助台商提高設備投資效益和LED效率,更重要的是能掌握核心技術,進一步避開日亞化學(Nichia)和科銳(Cree)等國際大廠設下的專利地雷,在市場上取得較佳戰略位置。
 



據悉,PLD是目前主要的晶圓鍍膜方式之一,透過物理氣相沉積原理以高能量脈衝雷射將靶材瞬間蒸發,形成電漿蕈狀團(Plasma Plume)後再沉澱於LED藍寶石基板上。由於該製程可在低真空或室溫環境下作業,且不須導入化學材料,因而能減輕用料/清洗成本及環境汙染問題,備受業界期待能用於開發新一代低成本LED長晶設備。
 



林清富透露,台灣大學正積極爭取政府科專計畫補貼,並與台灣一線LED大廠攜手投入2吋LED晶圓試產,藉以測試新的PLD製程良率,期讓PLD長晶設備技術更加成熟,加速促成產學技術授權合作並導入商用。
 



除製程設備外,材料對LED整體開發成本也有極大影響,尤其目前高效率螢光粉大多須摻入蘊藏量稀少、進口來源受限的稀土元素,更是造成LED價格過高的元兇。因此,台灣大學光電創新研究中心也研發出無須添加稀土元素,即可提升發光效率的LED螢光粉,目前正密集與相關業者展開測試,一旦導入量產,將能補強台商缺乏的LED材料專利陣容,並使LED成本再下向下探。
 



事實上,目前LED照明系統仍有近80%能源轉換成熱,導致須加裝許多散熱元件而墊高成本。因此,上游LED晶圓效率若能提升,則可減輕模組、系統甚至燈具設計的成本負擔,加快LED全面取代傳統照明的腳步。
 



林清富指出,台灣LED上游晶圓、磊晶業者已投入市場多年,當然知道要提升產品效率,但由於國際大廠把持重要的LED長晶設備、螢光粉材料專利,導致台商必須仰賴機台進口,並受到高昂的專利授權金牽絆,在市場競爭上倍感艱辛。如今,隨著台灣大學提出新的設備與材料技術,台商將能逐步突破LED專利限制,並發揮本身的產能優勢,爭取核心市場商機。

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