中国科学院部分LED技术成果明细表.docx
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中国科学院部分LED技术成果明细表
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中国科学院部分LED技术成果明细表
【编号：
0】
制造LED芯片专用光刻机
技术来源单位：
成都光电所
技术简介：
中国科学院光电技术研究所研发光刻机已经近30年的历史，近年来研发成功的URE-2000系列光刻机在集成电路等领域已经获得广泛应用，相对于国内外同类产品具有极高的性价比，已经销售200多台，稍加改进即可满足LED芯片制作和封装要求。
技术特点及优势：
（1）技术指标
曝光面积：
150mm×150mm；
分辨力：
0.8～1m（胶厚2m正胶）；
对准精度：
0.6m；
照明均匀性：
3.5%（100mm）；5.5%（150mm）
掩模尺寸：
3inch、4inch、5inch、7inch；
样片尺寸：
直径15mm-150mm、厚度0.1mm-6mm；
（2）技术优势
URE-2000系列光刻机已经销售200多台套（其中出口美国、新加坡、越南、朝鲜等10多台），目前占据国内最大市场份额，产品深受国内外用户欢迎，产品2007年获全国创新技术与产品称号，2008年获四川省科技进步奖，产品无论技术指标、性价比、外观、模块化、售后服务相对于国内外同行优势明显。
我们光刻机共有八种型号，其中单面有五种:
URE-2000A、URE-2000B、URE-2000/35、URE-2000/25、URE-2000/17，双面有三种:
URE-2000S/A、URE-2000S/B、URE-2000S/25。
相关图片：
图1不同型号的光刻机
【编号：
0】
半导体深紫外LED光源
技术来源单位：
中国科学院半导体研究所
技术简介：
半导体深紫外光源的研究在印刷、水净化、医疗、环境保护、高密度的信息储存和保密通讯等领域都有重大应用价值。
而以AlGaN合金为有源区的LED的发光波长能够覆盖210-400nm的紫外波段，是实现该波段深紫外LED器件产品的唯一理想材料。
同时紫外LED具有其它紫外光源无法比拟的优势。
本项目为“863”计划支持项目，已完成小试。
获得两项发明专利和国家科技进步二等奖。
技术特点及优势：
通过详细研究铝镓氮材料生长的预反应问题，解决了外延晶体质量差、容易在表面形成由于应力而产生的裂纹等问题。
获得了无裂纹的高结晶质量铝镓氮材料，大幅度改善了铝镓氮材料的晶体质量，其（0002）面的X射线双晶衍射半高宽小于200弧秒，表面AFM测试表明其粗糙度小于1nm，并获得了Al组分高达85％的AlGaN材料；铝镓氮材料的CL发光波长为260nm。
实现了深紫外UVLED器件的300nm以下室温荧光发光，并在国内首次制备成功了300nm以下的深紫外LED器件，波长为280nm的深紫外器件在20mA连续驱动电流下输出功率大于0.6mW。
相关图片：
图2半导体深紫外LED光源应用于所区路灯进行示范验证
【编号：
0】
大功率白光LED器件
技术来源单位：
中国科学院半导体研究所
技术简介：
LED作为照明光源与现有的照明光源相比具有节约能源、寿命长、体积小、发光效率高、无污染以及色彩丰富等优点。
虽然GaN基功率型LED的发光效率迅速提高，但量子效率、电流分布均匀性和器件散热能力仍是制约功率型LED性能提高的技术瓶颈。
本课题重点研究了不同正装LED结构对散热与光提取效率的影响以及光学增透膜、高反膜与N电极对提取效率的影响，通过优化正装芯片结构设计和光学膜系设计，研制出高性能大功率蓝光和白光LED。
本项目为“863”计划支持项目，已完成小试。
获得两项发明专利和国家科技进步二等奖。
技术特点及优势：
采用新型外延结构及条形结构有利于提高器件提取效率，降低热阻。
研制出的白光LED在350mA工作电流下，工作电压3.2V，突破了130lm/W技术，实现光效产业化100lm/W以上，封装后热阻小于7K/W。
相关图片：
图3在20mA电流下，室温连续输出功率大于0.65mW（281nm）
图4白光LED发光照片
【编号：
0】
第三代宽禁带半导体材料—氮化镓衬底晶片及相关产品
技术来源单位：
苏州纳米所
技术简介：
氮化镓（GaN）是第三代半导体材料，产品可广泛应用于氮化镓高亮度发光二极管、蓝绿光激光器二极管、射频器件、电力电子器件等。
苏州纳米所在GaN晶片中具有雄厚实力和丰富成果。
技术特点及优势：
（1）小尺寸氮化镓自支撑晶片
产品图片（Photo）:
性能参数（Specification）:
尺寸Dimensions
10.0×11.5mm
晶体取向Orientation
C-axis（0001）±1.0o
厚度Thickness
300±50µm
位错密度DislocationDensity
Lessthan5x107cm-2
导电类型ConductionType
N-type
Semi-insulating
电阻率Resistivity（300K）
<10mΩ·cm
>105Ω·cm
抛光Polishing
Standard:
DoubleSidePolished
Option:
SingleSidePolished
有效面积UsableSurfaceArea
>90%
（2）氮化镓厚膜晶片
产品图片（Photo）:
性能参数（Specification）:
尺寸Dimensions
2’’
晶体取向Orientation
C-axis（0001）±1.0o
厚度GaNthickness
Typical30µm
位错密度DislocationDensity
Lessthan3x108cm-2
导电类型ConductionType
N-type
Semi-insulating
电阻率Resistivity（300K）
<10mΩ·cm
>105Ω·cm
衬底Substrate
2’’sapphire（0001）
（3）2英寸直径自支撑氮化镓晶片
产品图片（Photo）:
性能参数（Specification）:
尺寸Dimensions
2”
晶体取向Orientation
C-axis（0001）±1.0o
厚度Thickness
300±50µm
位错密度
DislocationDensity
Lessthan5x107cm-2
电阻率Resistivity（300K）
<10mΩ·cm
载流子浓度CarrierConcentration
1~3x1018cm-3
抛光Polishing
Standard:
DoubleSidePolished
Option:
SingleSidePolished
有效面积UsableSurfaceArea
>90%
【编号：
0】
基于同质外延技术的超大功率单芯片LED产业化
技术来源单位：
苏州纳米所
技术简介：
该项目是中科院创新项目，拥有独立自主知识产权，技术已达国际先进水平。
应用于高端半导体照明领域。
技术成熟度：
目前处于小批量生产阶段。
投资规模：
6000万可建成相应生产线。
合作方式：
技术合作、技术服务等。
已获得相关发明专利近10项。
技术特点及优势：
技术指标：
1w白光LED光通量100~120lm，光效100~120lm/w；3w白光LED光通量180~200lm，光效60~70lm/w。
创新内容：
采用自主研发的同质氮化镓衬底，实现垂直结构LED，提高了材料质量，减小了器件发热；自主开发的同质外延在位监控系统及纳米图形化设计，大大提高了产品质量。
【编号：
0】
平板显示关键技术及产业化开发
技术来源单位：
苏州纳米所
技术简介：
该项目是苏州市人才孵化项目，研发并进行产业化大尺寸液晶显示所需的LED背光模组，可应用于平板显示器领域，拥有中外专利23项。
已完成42寸样机研制。
可通过专利许可等方式开展产业化合作，投资规模约7000万元。
技术特点：
本项目技术指标：
亮度提升300%、成本降低30%；动态对比度达到10000：
1；使用寿命大于5万小时；功耗低于同尺寸、同亮度CCFL背光模组30%；制造成本控制在CCFL背光模组的1.3倍以内。
创新内容（A）LED光源极化及保极化导光板；（B）LED光源COB封装；（C）双通道图像动态驱动；（D）LED差异老化控制。
相关图片：
图5LED背光在手提电脑中的应用
图6CCFL背光液晶电视的显示效果（左），LED背光液晶电视的显示效果（右）
图7LED背光模组时空调制实现高对比度和低功耗
【编号：
0】
高效率高光通量LED关键技术及3W级LED芯片开发
技术来源单位：
苏州纳米所
技术简介：
本项目主要研究高效率、高光通量LED的一些关键技术，针对3W级LED芯片产品进行开发研究。
研究高效率、高光通量LED芯片制作的关键技术问题，采用自支撑同质GaN衬底实现垂直结构的条形高效率、大通量LED芯片，解决LED倒装焊接散热技术难题，开发出3W级100lm/W的高效率大功率LED芯片产品。
在3W级的LED芯片产品方面，国际上还处于开发阶段，只有少数几家刚刚开发出产品，推向市场的就只有Osram公司，其技术瓶颈就是散热问题，热量如不能有效地散发出去，导致器件无法在大电流条件下工作，就无法实现高光通量LED照明。
因此，解决3W级LED芯片的散热问题，就相当于打开了半导体照明的一扇门，里面就是无限的市场。
所以，各国LED大企业都全力开发3W或以上级别的芯片，以获得高额的利润及广阔的市场空间。
【编号：
0】
OLED有机太阳能电池产业的关键材料
技术来源单位：
苏州纳米所
技术简介：
本项目主要是设计合成并提供各种有机发光二极管（OLED）材料，有机光伏材料。
OLED可广泛用于平板显示、白光照明、有机太阳能电池等。
据产业分析公司NanoMarkets报告显示，OLED产业在过去10年总计获得了数以10亿美元计的投资，OLED材料市场到2015年将达到27亿美元。
该公司还预测，在实验室测试中OLED照明的效率已经超过荧光灯，有望开创节能固体照明新时代。
全球范围内的节能趋势将推动OLED照明产业迅速发展，并刺激市场对OLED材料的需求，到2015年将有90%的OLED材料被用于照明应用。
DisplaySearch公司预测OLED面板市场在2015年将突破60亿美元。
有机光电子产业（OLED显示、OLED白光照明、柔性有机太阳能电池）的兴起，为有机光电材料的研究开发提供了新的机遇。
相关图片：
图8单个相素的OLED发光样品
图9各种发光金属配合物光致荧光图
【编号：
0】
新型LED光源-量子点的制备及量产放大技术
技术来源单位：
苏州纳米所
技术简介：
量子点作为一种新型的半导体纳米材料，具有低启亮电压、高色纯度、发光颜色可通过控制量子点大小进行调节等优点，是理想的LED光源。
量子点-LED作为一种新型绿色环保新能源，具有节能、安全、长寿命等优点，将有利于缓解我国的能源和环境压力。
本项目负责人在最近几年成功研发了一种温和条件下制备高质量量子点的技术，所制备得到的量子点荧光发射光谱窄、量子产率高、稳定性好。
拟结合纳米所在LED上的优势，通过技术成果转化，系统研究量产放大过程中，不同工艺参数的影响规律，成功开发出高质量量子点的量产技术路线并在LED光源和显示上进行应用。
可广泛应用于LED光源、显示屏、太阳能、生物成像和标记。
拥有1项美国专利。
【编号：
】
紫外LED-纳米光催化空气净化技术与产品开发
技术来源单位：
苏州纳米所
技术简介：
紫外LED－纳米光催化空气净化技术是将新型纳米功能材料与紫外LED相结合的低温深度催化反应技术，能够将有机物分解为CO2、H2O及无机物小分子，达到彻底清除有机污染物和细菌的目的。
与传统空气净化器相比，LED－光催化产品具有小型、节能、长效、环保、杀菌除污效率高、集成度高、应用广泛等优点。
可广泛应用于LED－光催化集成装置的体积可按照客户需求设计，也可单独作为空气净化产品使用或者与目前家电、办公、医疗、保健等产品配套使用，如空调、生物安全实验室、车载净化器、冰箱等等。
已申请专利4项。
相关图片：
图10光催化空气净化原理
【编号：
】
紫外LED纳米光催化污水深度处理技术与装备开发
技术来源单位：
苏州纳米所
技术简介：
面向国家环境保护、节能减排需求，针对目前现有有机废水处理装置的COD指标处理能力不足，残留或衍生有机物致使出水COD指标很难实现达标。
本项目针对原有污水处理工艺设施末端，开发高效LED紫外催化氧化深度处理技术和专用设备，技术特点主要侧重于难降解有机物和抑制生物反应的有毒有害物质的去除，进一步将COD污染指标控制在50mg/L以下，实现水体有机污染物的提标排放，从而确保生态环境的安全。
半导体紫外纳米光催化污水深度处理装备结构紧凑，体积可随意设计，使用安全，既可作为目前水处理过程中的前端预处理装备，也可作为后端的深化处理装备，可广泛用于有机化工、石油化工、医药、农药等重点行业。
已申请发明专利（200810242870.4）一项，LED纳米光催化有机废水深度处理装置
技术特点及优势：
本项目在已有工艺基础上开发高效深度处理技术与装备，深入开发与已有的水质净化产品相配套，能实现废水深度处理的核心技术及专用设备，解决日益迫切的污水提标排放问题。
研发的重点不仅体现技术的先进性，更要强调产品的实效性、操作性、灵活性、节能，能被绝大多数中小企业所接受。
【编号：
】
LED图形化衬底刻蚀系统
技术来源单位：
中国科学院微电子研究所
技术简介：
图形化蓝宝石衬底技术（PSS）可有效减少氮化镓外延层的外延缺陷，使外延层晶体质量明显提高，有效提高氮化镓基LED的光功率。
本项目开发出的高亮度/超高亮度LED图形化衬底刻蚀系统具有操作界面友好、刻蚀均匀性出色、适合大规模生产、维护费用低、性能安全可靠等特点，完全满足蓝宝石衬底图形化刻蚀、Si衬底刻蚀以及GaN基外延层刻蚀等LED领域所有刻蚀应用的需求。
本项目已到产业化阶段，适合于LED设备制造商、LED芯片生产企业开展合作。
计划募集资金2000万元，主要用于支撑新开发设备的后期技术改进和测试，团队建设以及为产业化生产提供基础设施保障。
同时，以吸收投资为契机，加快引进先进的管理体系，推动公司在营运能力上提升层次。
技术特点及优势：
（1）刻蚀系统创造性的采用平面式感应线圈结构，有效提高刻蚀均匀性。
（2）刻蚀系统的关键部件全部采用进口的国际主流产品，可实现7天24小时不间断生产。
（3）刻蚀系统采用触摸屏控制，工艺过程全自动，动画实时显示工艺过程的状况和提示。
（4）单次刻蚀2寸蓝宝石衬底23片，GaN外延片27片。
（5）蓝宝石衬底刻蚀速率达到70nm/min。
相关图片：
图11
【编号：
】
高热导LTCC复合陶瓷基板
技术来源单位：
上海硅酸盐研究所
技术简介：
为解决大功率LED产品的散热问题，上海硅酸盐所自主开发了高导热率LTCC复合陶瓷基板。
采用该陶瓷基板及优化的封装结构，并与共晶焊技术结合，可取代传统氧化铝陶瓷封装基板，具有广阔的市场。
技术特点及优势：
（1）高导热率：
导热率>20W/m.K,是传统LTCC陶瓷的10倍以上。
（2）低烧结温度：
烧结温度950oC以下。
（3）金属层附着力强：
采用共烧金属化工艺，结合牢固。
（4）电路集成：
可内埋或表面贴装元件，实现封装小型化、模块化和一体化。
（5）技术成熟度：
正在进行产品小试。
【编号：
】
LED高效封装光学设计
技术来源单位：
福建物质结构研究所
技术简介：
为提高室内照明用LED灯具的光效和光学均匀性问题，福建物质结构研究所自主研发了LED高效封装光学设计技术，研制出可用于各种室内照明用LED灯具的高效低炫光的高技术产品。
项目重点解决室内照明LED的技术瓶颈，掌握高光效、低炫光、低成本LED封装关键材料与技术，突破国内外专利壁垒。
该项目为福建省科技重大专项。
已实现产业化，与福建万邦光电有限公司合作。
已申请中国专利4件（201020282167.9，201020282170.0，201010245525.3，201010245552.0）。
适合与对LED产业感兴趣的有雄厚资金实力和销售渠道的上市公司或大型公司合作，或者风投。
项目需要投资3000万元。
技术特点及优势：
（1）所研发的LED灯成本与荧光节能灯相当，是市面LED灯的1/3-1/10，整灯光效达到100lm/w,是日本进口LED灯的1.5-2倍，寿命3万小时，光衰低于5%，低炫光。
（2）利用复合光学薄膜技术，使得LED基板的光学反射率提高5%，结合芯片三维光学位置设计技术，从而将LED灯具光效提高15%。
（3）成本低、环保：
产品成本远低于普通LED灯具，工作环境友好，量少无消耗，产品生产过程无毒零排放。
【编号：
】
新型LED用红色荧光粉的制备
技术来源单位：
长春应用化学研究所
技术简介：
本项目涉及一种新型LED用红色荧光粉的制备。
该项目以磷酸盐为基质，以铕为激活剂制备了一种红光LED荧光粉，该荧光粉的激发带和氮化镓光源的发射峰重叠较好,能够有效被氮化镓光源激发产生红光发射。
该项目为“973”资助项目，项目目前处于小试阶段，2007年申请专利，2009年授权，专利名称：
一种发光二极管用红光荧光粉制备方法，专利号：
ZL200710055669.0。
适合与从事荧光粉生产开发的企业开展合作。
技术特点及优势
该发明以磷酸盐为基质，以铕为激活剂制备了一种红光荧光粉。
（1）该荧光粉的激发带和氮化镓光源的发射峰重叠较好,能够有效被蓝光氮化镓光源激发产生红光发射。
（2）与目前使用的硫化物和氮化物相比，这种红色荧光粉的制备方法简单，原料便宜易得,生产成本低廉。
（3）产品化学性质稳定，易研磨，不会对环境造成危害。
【编号：
】
白光LED光固化封装树脂
技术来源单位：
上海有机化学研究所
技术简介：
本项目拟研制新型光固化封装工艺，采用新型光固化胶水在常温下几秒钟快速固化的新工艺，特别实现荧光粉涂层浓度、厚度及均匀度的可控制性，克服传统工艺存在的不足。
研制三种光固化胶，分别用于固晶、调粉和灌封。
光固化导电胶：
以环氧丙烯酸树脂和聚丙烯酸树脂为基体、微米级片状镀银铜粉为导电填料制备紫外光固化导电胶,体积电阻率可达1x10-4Ω·cm。
光固化调粉胶：
以有机胶体（PVA）为外相，以憎水性粘合剂（硅胶）为内相，此种内外相结构既保持了硅胶的优良特性，又能通过外相曝光显影使硅胶具有平面保形涂层，得到的白光LED的光通量大幅度提高。
光固化灌封胶：
以环氧树脂，硅树脂为基体制得的光固化灌封胶，耐温可达220℃；相对于传统环氧树脂，脂环族环氧树脂粘度低，耐热性高，固化收缩率小，电性能好，耐紫外线和耐候性好等优点，特别适合高性能电子封装，是一种在电子封装领域具有很好应用前景的功能材料。
技术特点及优势：
与传统热固化工艺相比光固化还具有如下优势：
（1）生产速度快，效率高，有利于自动化大规模的现代化工业生产，封装产能预计可达传统封装工艺的2倍；
（2）低温固化，节能环保，无溶剂挥发；
（3）降低成本，设备投资低。
（4）因自动化程度提高，封装产品的一致性将会提高。
【编号：
】
燃烧合成氮化物陶瓷荧光粉
技术来源单位：
理化技术研究所
技术简介：
该成果为国家自然科学基金中俄国际合作项目成果，主要为高压燃烧合成氮化物荧光粉的设备、以之合成的粉体和烧结得到的荧光透明陶瓷样品，高压燃烧合成设备适于放大规模，单台合成工艺参数可直接移植到放大合成。
长期以来，我们开展了大量的高效稀土发光材料的合成、特性及应用研究，已经积累了丰富制备发光材料的经验。
并与企业合作，开展白光LED用发光材料的应用特性研究。
在氮化物与氮氧化物的制备方面，已经初步获得了相关制备技术。
Eu-SiAlON氮化物陶瓷荧光粉已完成小试。
技术特点及优势：
Eu-SiAlON氮化物陶瓷荧光粉的优势是采用燃烧合成技术。
相关图片：
图12
【编号：
】
非晶晶化法制备YAG:
Ce3+微球荧光粉
技术来源单位：
理化技术研究所
技术简介：
该成果为国家自然科学基金中俄国际合作项目成果，采用非晶晶化法制备了纳米结构YAG:
Ce3+微球荧光粉。
与传统的制备方法不同，非晶晶化法通过高温火焰熔融流态粉末，然后淬水激冷制备出非晶球形粉末，对非晶球形粉末进行晶化处理后，可获纳米结构的YAG:
Ce3+微球荧光粉。
非晶晶化法制备的YAG:
Ce3+荧光粉可通过热处理获得纳米晶结构获逐步提升发射强度。
该方法制备的荧光粉的微观形貌为正球形，粒径约为10m，无需通过球磨减小粒径即可满足制作LED器件的涂敷要求。
该产品的制备新技术已经申报两项国家发明专利：
一种纳米结构球形荧光粉的制备方法（申请号：
201010570314.7）；稀土铝酸盐单相或复相纳米晶透明陶瓷材料及其制备方法（申请号：
201010248057.5）。
Ce:
YAG球形氧化物黄色荧光粉已完成中试，需和LED灯具制造商合作，完成灯具的性能测试，获得对比评价数据，从而推向应用，项目需要投入300万元，主要用于两台关键设备的购置。
技术特点及优势：
Ce:
YAG球形氧化物黄色荧光粉的优势在于其完美的球形度，以及很窄的粒度分布；这是国内其他技术难以实现的。
相关图片：
图13YAG:
Ce3+荧光粉的SEM图
【编号：
】
异型微热管散热技术
技术来源单位：
理化技术研究所
技术简介：
为解决大功率LED产品的散热问题，中国科学院理化技术研究所提出异形微热管散热技术并开发出LED灯具散热用异形微热管，具有散热能力强、散热件体积重量小、易与LED灯结合等技术优势。
目前该项技术正处于小试阶段，为下一步的规模化生产积累经验。
相关技术已经申报国家发明专利（专利名称：
一种LED灯具用散热装置，申请号:
201010583815.9）。
该项目适合与大功率LED灯具厂家开展合作。
前期需要投入经费150万左右，以建立起完善的散热装置产品生产线和性能检测平台。
技术特点及优势
（1）散热温差≤25℃（现有热管散热技术温差需要30℃以上）。
（2）产品体积为现有产品的70%。
（3）产品重量降低为现有产品平均重量的75%。
相关图片：
图14热管工作原理图
图15异形微热管
【编号：
】
大功率LED液态金属散热技术
技术来源单位：
理化技术研究所
技术简介：
为解决大功率LED产品的散热问题，理化技术研究所自主研发了液态金属散热技术，研制出可用于各种大功率LED灯的液态金属散热装置样机。
该技术利用在室温下呈液态的低熔点合金，实现快速高效的热量输运，从而很好的解决了高密度能流的散热难题。
技术特点及优势
（1）冷却能力强：
散热热流密度已达600W/cm2，其能力比水冷高10倍，比热管高约5倍。
（2）LED芯片温度低：
可以把大功率LED灯具（200W左右）的芯片温度稳定控制在65oC以下，适用于超高功率密度或大功率LED。
（3）重量轻、体积小：
重量不到现有散热器的40%，体积可小到30%以下。
（4）噪音低甚至可完全消除，无运动部件。
相关图片：
图16用于大功率高集成度LED灯具的液态金属散热装置原型
【编号：
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大功率LED灯具体式热管散热技术
技术来源单位：
广州能源研究所
技术简介：
为解决大功率LED产品的散热问题，中科院广州能源研究所自主研发了体式热管散
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