纳米压印技术在LED中的应用

纳米压印技术在电子器件制备中的应用纳米压印技术是当前非常热门的一种技术，它以非常高的分辨率、较低的成本和可扩展性被许多领域广泛应用。

其中，它在电子器件制备中的应用非常广泛。

本文将就纳米压印技术在电子器件制备中的应用深入探讨。

一、纳米压印技术简介纳米压印技术是一种直接印刷技术，在微纳米尺度下制造三维微结构非常有效，该技术最早是由 Steven Chou 等人于 1995 年开发的。

主要用于各种电子器件、生物芯片、纳米传感器、光学元件、纳米流体、纳米粒子等微纳米加工和新型材料材料。

具有速度快、成本低和适用范围广等优点。

二、纳米压印技术的电子器件制备应用1、异质结的制作纳米压印技术在制作异质结方面有着非常广泛的应用，它可以通过不同的成像技术设计出不同形状、不同大小的结构，并通过纳米压印机进行实际制造。

这种技术可以制作出具有超高分辨率、非常复杂的异质结，其中比较典型的应用如金属/半导体异质结制造。

2、纳米线阵列的制作纳米线是一种非常重要的电子器件材料，通过纳米压印技术可以实现非常高的纳米线制备密度，能够制备出纳米线阵列，满足不同的应用需要。

此外，还可以制备出不同书写方式的薄膜类型，例如由钢字模制备的透明导电薄膜。

3、量子点阵列的制作量子点是一种具有非常好的光电性能的微纳米材料，可以用于太阳能电池、光电传感器、激光器和光发射等领域。

纳米压印技术可以制备出非常高的量子点密度，对于提高电子器件性能是非常有益的。

4、微型晶体管的制作微型晶体管是一种非常重要的电子器件，它在电路设计中具有重要地位，微型晶体管的制作可以利用纳米压印技术，在纳米级别下制造出高质量微型晶体管结构。

这种技术可以提高微型晶体管的性能和稳定性，对于微电子技术的发展有非常大的推动作用。

5、奇异材料器件的制作奇异材料是一种非常特殊的物质，可以制造出非常突出的器件性能，但这种材料的制备非常困难。

纳米压印技术可以在纳米级别制造高质量的奇异材料结构，能够提高器件的性能和稳定性。

纳米压印技术进展及应用一、概述纳米压印技术，作为一种前沿的微纳加工技术，近年来在科研与工业界引起了广泛的关注。

该技术通过机械转移的方式，将模板上的微纳结构高精度地复制到待加工材料上，从而实现了对材料表面的纳米级图案化。

与传统的光刻技术相比，纳米压印技术不仅具有超高的分辨率，而且能够大幅度降低加工成本，提高生产效率，因此在微电子、生物医学、光学等众多领域展现出了广阔的应用前景。

纳米压印技术的发展历程可追溯至20世纪90年代中期，由美国普林斯顿大学的_______教授首次提出。

随着研究的深入和技术的不断完善，纳米压印技术已经逐渐从实验室走向了产业化。

纳米压印技术已经能够实现对各种材料的微纳加工，包括硅、金属、聚合物等，并且在加工精度和效率方面均取得了显著的进步。

在应用领域方面，纳米压印技术已经在半导体器件制造、生物医学传感器、光学元件制造等多个领域取得了成功的应用案例。

在半导体器件制造中，纳米压印技术可用于制造微处理器、存储器等微纳器件，提高器件的性能和可靠性；在生物医学领域，纳米压印技术可用于制造仿生材料、生物传感器等，为疾病的诊断和治疗提供新的手段；在光学领域，纳米压印技术可用于制造微纳透镜、光纤等光学元件，提高光学系统的性能。

纳米压印技术作为一种新型的微纳加工技术，具有广泛的应用前景和巨大的市场潜力。

随着技术的不断进步和应用领域的不断扩展，纳米压印技术将在未来发挥更加重要的作用，推动科技和工业的快速发展。

1. 纳米压印技术的定义与基本原理纳米压印技术，作为一种前沿的微纳加工技术，正逐渐在微电子、材料科学等领域展现出其独特的优势。

该技术通过机械转移的方式，实现了对纳米尺度图案或结构的高效、精确复制，为制备具有纳米特征的结构和器件提供了强有力的手段。

纳米压印技术的基本原理在于利用压力和热力学效应，将具有纳米结构的模具上的图案转移到待加工材料表面。

制备一个具有所需纳米结构的模具，这一步骤通常依赖于电子束或光刻技术等高精度加工方法。

纳米压印技术制备表面二维光子晶体发光二极管陈志远;刘宝林;朱丽虹;樊海涛;曾凡明;林飞【摘要】研究利用纳米压印技术在氮化镓(GaN)基发光二极管(LED)表面制备二维光子晶体结构对器件出光的影响.利用聚合物(IPS)软模板二次压印技术,在样品表面形成较为完整的掩膜,通过感应耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺分别在p GaN层与ITO 层成功制备了较大面积的光子晶体结构,结构周期为465 nm,孔状结构直径为245 nm.制成芯片后对样品进行测试,结果表明在LED表面制备二维光子晶体结构会导致LED芯片光谱峰值位置发生偏移,同时在p GaN层制备二维光子晶体结构能够将LED芯片的发光强度提高39％,而在ITO层所制备的光子晶体结构并未对器件的性能有显著的改善.【期刊名称】《厦门大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(053)005【总页数】6页(P693-698)【关键词】纳米压印;光子晶体;氮化镓;发光二极管【作者】陈志远;刘宝林;朱丽虹;樊海涛;曾凡明;林飞【作者单位】厦门大学物理与机电工程学院,福建厦门 361005;厦门大学物理与机电工程学院,福建厦门 361005;厦门大学物理与机电工程学院,福建厦门 361005;厦门大学化学化工学院,福建厦门 361005;厦门大学物理与机电工程学院,福建厦门361005;厦门大学物理与机电工程学院,福建厦门 361005【正文语种】中文【中图分类】O475发光二极管(LED)取代白炽灯与荧光灯成为下一代日常照明光源已经成为世界各国政府、科技界以及产业界的共识．目前LED光提取效率较低是困扰学者们的一大难题,产生这一问题的原因在于构成传统LED的主要材料氮化镓(GaN)具有较高的折射率,因此GaN基LED芯片有源层产生的大部分光在GaN与空气界面处发生全反射从而难以从芯片中逃逸出去．如何有效提高LED器件的光提取效率是这一领域目前的重点课题之一．利用光子晶体结构提高LED器件的光提取效率是继LED倒装结构[1]、分布布拉格反射层(DBR)[2]和表面粗化技术[3]之后的又一重要方法．目前利用光子晶体结构来提高LED器件性能的方法主要有以下几种:1) 在GaN基LED的有源层制备光子晶体结构[4],利用光子晶体结构的光子禁带效应提高光提取效率;2) 在GaN基LED 的蓝宝石衬底制备光子晶体结构[5],研究表明这一方法在提高光提取效率的同时还能改善GaN晶体的生长质量;3) 在GaN基LED的p-GaN层或ITO层表面制备二维光子晶体结构[6-8],利用光子晶体结构的光子禁带效应和衍射作用提高器件的光提取效率．Oder等曾在GaN基LED的有源层成功制备二维光子晶体结构,通过测试表明采用这类光子晶体结构能够将LED的发光强度提高1倍;Wu等[9]则通过在p-GaN表面制备二维光子晶体结构来提高LED的光提取效率,实验表明光子晶体LED的发光强度为普通LED的1.9倍．由于在LED表面制备光子晶体结构的工艺流程较为简单且不会对LED有源层造成损伤,因此这一方法正逐渐成为光子晶体LED领域的研究热点．目前制备二维光子晶体结构的主要方法有电子束光刻[10]、光全息[11]和纳米压印[12]等．相对于其他制备方法,纳米压印技术具有工艺简单、结构完整、易大面积制备等优点,故本文采用该技术来实现二维光子晶体结构的制备．由于压印过程需要对模板及衬底施加一定的压力,若模板与衬底均采用硬度较大的材料则可能导致模板和衬底发生损坏甚至碎裂．因此,本研究采用聚合物(IPS)软模板对样品表面进行压印,能够在保护压印模板的同时在样品表面形成完整的纳米结构．纳米压印之后对样品进行感应耦合等离子体(ICP)刻蚀从而在p-GaN和ITO层表面获得光子晶体结构,最后将样品进行相关封装工艺并进行测试．1 实验过程1.1 GaN基LED制备本文使用的GaN基LED外延片以(0001)面蓝宝石为衬底,通过金属有机物化学气相沉积技术(MOCVD)生长得到,生长设备由英国Thomas Swan公司制造．外延片结构包括低温GaN缓冲层、n型GaN、10个周期InGaN/GaN量子阱、p型GaN和ITO等．实验准备阶段将直径为5.08 cm(2英寸)的LED外延片切割为3份,分别用于制备p-GaN光子晶体结构、ITO光子晶体结构和普通LED芯片以便进行后期测试与对比．1.2 纳米压印制备p-GaN表面光子晶体结构由于我们采用IPS软模板进行压印过程中图形的转移,因此在p-GaN表面进行纳米压印之前需完成IPS软模板的制备．本研究采用Obducat公司生产的Ertie 6紫外纳米压印设备完成整个压印过程．通过第1次压印将镍模板上的纳米结构复制到IPS软模板上,压印过程中首先将温度控制在150 ℃,在压强为0.1 MPa的条件下压印60 s,之后将压强升高至4 MPa并继续保持压印状态120 s,最终将温度降低至110 ℃后脱模．本文中所采用的镍模板为立方晶格结构,其周期为465 nm,孔状结构直径为245 nm,图1为镍模板表面在扫描电子显微镜(SEM)下的图像．图1 镍模板表面SEM图像Fig.1 The SEM image of the nickel template surface由于刻蚀GaN的过程中GaN材料与二氧化硅(SiO2)具有较高的选择比,因此压印之前我们先在p-GaN层上沉积一层SiO2作为最终刻蚀p-GaN层的掩膜．我们采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在250 ℃条件下生长一层约100 nm 厚的SiO2掩膜,所用设备为北京创微纳科技有限公司生产的PECVD-2型等离子体淀积台．SiO2掩膜沉积完毕后利用旋转涂胶机制备胶体掩膜,在设备转速为2 000 r/min的条件下运行1 min,最终在样品表面形成约220 nm厚的胶体掩膜．第2次压印采用之前制备的IPS软模板对p-GaN层进行压印,压印过程温度控制在65 ℃,压强控制在3 MPa,首先在无紫外照射的情况下压印60 s使压印胶在IPS软模板内完全填充,之后进行紫外照射并持续60 s,最终再在无紫外照射的条件下持续压印180 s后完成压印并脱模．图2为压印之后胶体表面的原子力显微镜(AFM)扫描图片,从图中可以看出通过IPS软模板进行压印完整地实现了结构的复制,胶体表面较为平整,结构尺寸与初始镍模板完全一致．图2 压印完成后样品表面胶体掩膜AFM图像Fig.2 AFM image of the sample surface after nanoimprint lithography压印完成后利用等离子体去胶机将纳米结构底部的残胶去处,之后利用三氟甲烷(CHF3)气体对SiO2进行ICP刻蚀,即将胶体掩膜上的图形复制到SiO2上,刻蚀过程ICP功率为300 W．图3为刻蚀之后SiO2掩膜的SEM图像,从图中可以看出SiO2掩膜仍保持了较高的完整性．在保证p-GaN从SiO2掩膜层中暴露出来后对p-GaN层进行ICP刻蚀,所用气体为氯气(Cl2)和三氯化硼(BCl3),最后用缓释氢氟酸溶液除去样品表面的SiO2掩膜,并对样品进行ITO层的蒸镀与退火以及电极的制备等,最终制成LED芯片．图3 SiO2刻蚀之后表面SEM图像Fig.3 SEM image of the surface after etching silica mask1.3 纳米压印制备ITO表面光子晶体结构在ITO层制备光子晶体结构同样采用了IPS软模板进行图形转移,与在p-GaN层制备光子晶体结构不同,在ITO层制备光子晶体结构不需要进行SiO2的沉积．IPS 软模板制备完毕之后,直接在ITO层表面匀上压印胶并进行压印,压印后同样采用等离子体去胶机去除残胶,然后以压印胶为掩膜对ITO层进行ICP刻蚀,刻蚀过程采用甲烷(CH4)/氢气(H2)作为反应气体,ICP功率为740 W．刻蚀完成后用等离子体去胶机将残胶完全去除,最后进行退火、电极的制备等工艺最终制成LED芯片．图4为AFM下的ITO光子晶体图像,从图中可以看出ITO表面光子晶体结构的周期与模板较为一致,但是结构整体粗糙度较大,孔状边界较为模糊,我们猜测这一现象是由于刻蚀工艺及退火过程对ITO造成一定影响所导致的．图4 退火之后ITO表面光子晶体结构AFM图像Fig.4 AFM image of the ITO photonic crystal after annealing2 测试与分析我们采用HASS 2000灯具性能测试系统分别对普通LED芯片、p-GaN光子晶体结构LED芯片和ITO光子晶体结构LED芯片进行光谱峰值位置测试与光强测试．首先,对3种样品分别进行10 mA正向电流注入条件下的电致发光(EL)光谱测试,测试结果如图5所示．从图中可以看出p-GaN光子晶体LED、ITO光子晶体LED与普通LED的峰值分别位于455，453，449 nm处,这一现象初步表明p-GaN光子晶体LED的光谱峰值相对于普通LED具有明显的红移现象．为了进一步对这一现象进行研究,我们对3种样品分别取500个有效测试点进行60 mA正向电流注入条件下的EL光谱峰值测试,对结果进行统计处理得到3类样品光谱峰值位置分布柱状图．从图6中可以看出,p-GaN光子晶体LED芯片的峰值位置主要位于446～450 nm;ITO光子晶体LED芯片的峰值位置主要位于442～446 nm;普通结构LED芯片的峰值位置与ITO光子晶体LED芯片相似,主要位于442～446 nm,二者之间的区别在于普通结构LED芯片的峰值位置在444～446 nm内比例较大,而ITO光子晶体LED芯片的峰值位置在442～444 nm内比例较大．对表面二维光子晶体结构LED进行研究的其他学者同样发现了波峰偏移现象,但是并未给出明确的解答[13]．我们认为峰值波长存在差异的原因在于不同光子晶体结构对于不同波长的光起到的调制程度并不相同,即特定光子晶体结构对特定波段的光起到的增强作用更为明显,因此不同光子晶体结构会导致LED芯片的发光峰值发生不同方向与程度的偏移．图5 3种样品的EL光谱Fig.5 Electroluminescence spectra of three samples (a)p-GaN光子晶体LED;(b)ITO光子晶体LED;(c)普通LED.图6 3种样品光谱峰值位置分布Fig.6 Spectral distribution histograms of three samples图7为60 mA电流注入条件下3种样品各500个有效测试点的相对光强分布柱状图,图中横坐标为芯片测试点相对光强值(LOP),纵坐标为测试点数目所占百分比．从图中可以看出,p-GaN光子晶体LED芯片的相对光强比普通LED有明显地提高,普通LED芯片的光强主要分布在28～34之间,而p-GaN光子晶体LED芯片500个测试点中有超过90%的发光强度超过34．继续对p-GaN光子晶体LED和普通LED各500个测试点的相对光强数据进行方差分析,方差分析法通过检定值F 和巧合概率P可以确定变量作用是否显著,在本文中即表征p-GaN光子晶体结构的光强提升效果是否显著,所得结果如表1和2所示．从表中可以看出:1) p-GaN 光子晶体LED相对光强的方差值比普通LED大,这说明尽管p-GaN光子晶体结构能够提高LED芯片的发光强度,但是由于光子晶体为纳米量级结构,工艺过程中的微小因素会导致同一芯片各处纳米结构的不同,进而导致结构对芯片光强的提升能力不同;2) 从表2中可以看出本次方差分析结果中的F值远大于1,而P值远小于显著水平(α=0.05),这表明两组数据的组间差异远大于数据本身的组内差异,即证明了p-GaN光子晶体结构能够有效地对LED芯片产生作用;3) 通过对二者相对光强的平均值进行对比,我们发现p-GaN光子晶体结构能够将LED芯片的光强提高约39%．而ITO光子晶体LED,其相对光强分布与普通LED芯片基本相同,方差分析结果表明其相对光强较普通LED并未有明显提升．(a)p-GaN光子晶体LED;(b)ITO光子晶体 LED;(c)普通LED.图7 3种样品相对光强分布柱状图Fig.7 Relative luminous intensity distribution histograms of the three samples表面二维光子晶体结构能够提高LED芯片光强的原因主要有2点:1) 光子晶体结构特有的光子禁带能够使得频率落入其禁带范围内的光被禁止传播,当这类特定频率的光从芯片有源层发射到芯片表面时会受到二维光子晶体结构的作用耦合成辐射模式从而逃逸出LED芯片;2)表面二维光子晶体结构还能够对光起到衍射作用,当光入射到芯片表面时,光子晶体的周期性结构能够对光波进行作用,使得部分原本应该发生全反射的光被耦合成出射光从而进一步提高了芯片的光提取效率．为了分析本研究中光子晶体结构提高LED芯片发光强度的主要机制,我们运用RSOFT软件的Bandsolve模块对文中制备的光子晶体进行能带结构计算,计算过程分别考虑了p-GaN/空气界面与ITO/空气界面2种情况．计算结果如图8所示,从图中可以看出在上述结构参数条件下2种界面的光子晶体均未体现出光子禁带,因此本文研究制备的表面二维光子晶体是利用其自身周期性结构使入射光在其界面处发生衍射,导致部分本该发生全反射的光成功逃逸出LED芯片,最终提高芯片的光提取效率．ITO光子晶体结构对光强的提高效果并不明显的主要原因有2点:1) 由于光从LED芯片的有源区入射到p-GaN与ITO界面时存在全反射现象,只有约16%的光能够顺利进入ITO层;2) 刻蚀工艺及退火过程可能对ITO材料造成一定影响,这些因素综合作用使得本文中ITO光子晶体结构并未有效提高LED芯片的发光强度．表1 测试点相对光强数据统计表Tab.1 Relative luminous intensity dataTable of the test pointsLED种类观测数求和平均值方差 p-GaN光子晶体50020 966.7741.933 5425.827 12 普通50015 074.4930.148 998.341 33表2 测试点相对光强数据方差分析Tab.2 Variance analysis of the relativeluminous intensity data差异源变量自由度变量均方FP 组间34 718.9134 718.92 032.226.3×10-243 组内17 050.0699817.084 23图8 2种界面条件下光子晶体能带结构Fig.8 Photonic crystal band structure of two interface conditions3 结论本文通过纳米压印技术在GaN基LED芯片的p-GaN层和ITO层分别制备了二维光子晶体结构,压印过程采用IPS软模板保证了结构的完整性与精确性,最终通过测试与数据分析证明了表面光子晶体结构确实能够提高LED芯片的发光强度．本文的主要结论如下:首先,LED芯片表面光子晶体结构会对芯片光谱峰值位置产生一定影响,文中分析产生这一现象的原因可能是由于光子晶体结构会增强LED芯片内部特定波段光的出射,从而导致了光谱峰值位置相对普通LED芯片发生偏移;其次,p-GaN二维光子晶体结构确实能够有效地提高LED芯片的发光强度,文中p-GaN光子晶体LED的相对光强是普通LED的1.39倍;最后,ITO光子晶体在本文中并未对LED芯片的光强有明显的作用,推测原因是光从LED芯片有源层出射的过程中在p-GaN与ITO界面由于存在全反射现象损耗较大,同时刻蚀以及退火过程会对ITO表面的光子晶体结构造成一定影响,这些因素综合导致了ITO光子晶体结构并未明显提高LED芯片的发光强度．【相关文献】[1] Kim H,Lee S N,Cho J.Electrical and optical characterization of GaN-based light-emitting diodes fabricated with top-emission and flip-chip structures[J].Materials Science in Semiconductor Processing,2010,13(3):180-184.[2] Nakada N,Nakaji M,Ishikawa H,et al.Improved characteristics of InGaN multiple-quantum-well light-emitting diode by GaN/AlGaN distributed Bragg reflector grown onsapphire[J].Applied Physics Letters,2000,76(14):1804-1806.[3] Fujii T,Gao Y,Sharma R,et al.Increase in the extraction efficiency of GaN-based light-emitting diodes via surface roughening[J].Applied Physics Letters,2004,84(6):855-857. [4] Oder T N,Kim K H,Lin J Y,et al.III-nitride blue and ultraviolet photonic crystal light emitting diodes[J].Applied Physics Letters,2004,84(4):466-468.[5] Khizar M,Fan Z Y,Kim K H,et al.Nitride deep-ultraviolet light-emitting diodes with microlens array[J].Applied Physics Letters,2005,86(17):173504.[6] Wu G M,Yen C C,Chien H W,et al.Effects of nano-structured photonic crystals on light extraction enhancement of nitride light-emitting diodes[J].Thin SolidFilms,2011,519(15):5074-5077.[7] Pudis D,Suslik L,Skriniarova J,et al.Effect of 2D photonic structure patterned in the LED surface on emission properties[J].Applied Surface Science,2013,269:161-165.[8] Fan Y,Wang X.High light extracting efficiency of GaN-based LED based on photonic crystal[J].Procedia Engineering,2012,29:2332-2336.[9] Orita K,Tamura S,Takizawa T,et al.High-extraction-efficiency blue light-emitting diode using extended-pitch photonic crystal[J].Japanese Journal of AppliedPhysics,2004,43(8S):5809.[10] Chow E,Lin S Y,Johnson S G,et al.Three-dimensional control of light in a two-dimensional photonic crystal slab[J].Nature,2000,407(6807):983-986.[11] Kim D H,Cho C O,Roh Y G,et al.Enhanced light extraction from GaN-based light-emitting diodes with holographically generated two-dimensional photonic crystal patterns[J].Applied Physics Letters,2005,87(20):203508.[12] Chang S J,Shen C F,Chen W S,et al.Nitride-based light emitting diodes with indium tin oxide electrode patterned by imprint lithography[J].Applied PhysicsLetters,2007,91(1):013504.[13] Byeon K J,Hwang S Y,Lee H.Fabrication of two-dimensional photonic crystal patterns on GaN-based light-emitting diodes using thermally curable monomer-based nanoimprint lithography[J].Applied Physics Letters,2007,91(9):091106.。

纳米材料在光电显示中的应用与发展随着科技的不断进步，纳米材料在各个领域中的应用越来越广泛。

其中，纳米材料在光电显示技术中的应用尤为重要，对于改善显示效果和提升系统性能起着关键作用。

本文将探讨纳米材料在光电显示中的应用与发展，并对其未来前景进行展望。

一、纳米材料在液晶显示中的应用液晶显示是目前广泛应用于电视、电脑显示器等领域的一种技术。

而纳米材料的引入使得液晶显示更加清晰、快速和节能。

以纳米电极材料为例，采用纳米级别的导电材料替代传统的金属电极，可以实现更高的显示亮度和更快的响应速度。

此外，纳米材料还可以用于液晶显示背光模块中的荧光体材料，提高显示器的色彩还原度和亮度。

二、纳米材料在有机发光二极管(OLED)中的应用OLED是一种发展迅速且前景广阔的显示技术，其优点包括超薄、柔性、高对比度和低功耗等。

纳米材料在OLED中的应用主要体现在发光材料和电子传输材料方面。

纳米量子点是一种常用的发光材料，其发光颜色可以通过控制粒子尺寸来调节。

此外，纳米材料在OLED电子传输层的应用也可以提高电子注入效率，提高OLED的发光效率和寿命。

三、纳米材料在柔性显示中的应用随着柔性显示技术的发展，纳米材料在这一领域的应用也日益增多。

柔性显示主要包括柔性OLED显示器和可弯曲电子纸等。

纳米材料的特殊性质赋予了柔性显示更多的可能性。

例如，纳米银材料可以用于柔性OLED显示器的导电层，具有良好的电导率和柔性，使得显示器可以弯曲而不影响性能。

同时，纳米材料的高透明性也使得可弯曲电子纸显示效果更为逼真。

四、纳米材料在量子点显示中的应用量子点显示是一种新型的显示技术，其采用纳米级别的量子点材料作为发光材料，具有更高的色彩还原度和更宽的色域。

纳米量子点是一种非常适合用于量子点显示的纳米材料，其特殊的光学性质使得显示器可以呈现更鲜艳、逼真的色彩。

在未来，由于量子点技术的不断发展，纳米材料在量子点显示中的应用前景将会更加广阔。

总结起来，纳米材料在光电显示中的应用前景广阔。

纳米印刷前景纳米印刷技术作为一种新兴的印刷技术，具有广阔的前景和潜力。

纳米印刷技术是指利用纳米级尺寸的媒体进行材料印刷，在印刷过程中可以实现高分辨率、高精度的印刷效果。

纳米印刷技术的发展前景可能体现在以下几个方面：首先，纳米印刷技术可以应用于电子产品中的印刷电路和显示屏等器件的制造。

纳米印刷技术可以实现高分辨率、高精度的器件制造，可以降低电子产品的制造成本，提高器件的性能和可靠性。

目前，纳米印刷技术已经被应用于柔性电子产品的制造中，例如柔性LED显示屏等。

未来，随着纳米印刷技术的进一步发展，有望实现更加复杂的电子器件的印刷制造，进一步推动电子产品的发展。

其次，纳米印刷技术可以应用于生物医药领域。

纳米印刷技术可以制造出具有纳米级尺寸的生物材料，例如纳米颗粒、纳米线等。

这些纳米级生物材料可以用于药物传输、基因治疗等领域，有望实现更加精准的药物治疗和疾病诊断。

此外，纳米印刷技术还可以应用于仿生材料的制造，例如仿生人工器官、仿生皮肤等领域，有望推动生物医药领域的创新发展。

再次，纳米印刷技术可以应用于能源领域。

纳米印刷技术可以制造出具有特殊结构和性能的纳米级材料，例如纳米级太阳能电池、纳米级储能材料等。

这些纳米级材料具有更高的能量转换效率和能量密度，有望推动能源领域的可持续发展。

此外，纳米印刷技术还可以应用于燃料电池、光催化等领域，为能源领域的创新提供更多可能。

最后，纳米印刷技术可以应用于环保领域。

纳米印刷技术可以实现微尺度的材料制造，有助于减少材料和能源的消耗，减少环境污染。

例如，利用纳米级媒体进行印刷可以实现纸张和油墨的节约，降低对森林资源的依赖和对环境的影响。

此外，纳米印刷技术还可以制造出具有环保性能的材料，例如纳米级过滤材料、纳米级吸附材料等，有助于提高水和空气的净化效率。

综上所述，纳米印刷技术具有广阔的前景和潜力。

随着纳米材料和纳米印刷技术的不断进步和发展，纳米印刷技术有望在电子产品、生物医药、能源和环境等领域实现更多的应用和创新，为社会的进步和发展做出更大的贡献。

纳米压印技术实用化可提升LED发光效率20-30％
无
【期刊名称】《纳米科技》
【年(卷),期】2014(011)002
【摘要】纳米压印是指通过像盖章一样把刻着精细图案的模具按压到基板等的上面．大量转印该图案的技术。

最近，该技术的实用化案例越来越多。

用R2R方式量产LED用模具采用纳米压印技术的精细图案形成技术有助于提高LED和有机EL等的发光效率。

【总页数】1页(P85-85)
【作者】无
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】TN305.7
【相关文献】
1.Novaled的OLED技术创出之发光效率达110lm／W [J], 季旭东
2.聚光腔参数优化提升LED发光效率的研究 [J], 谷鹏飞;刘铁根
3.HVHB LED发光效率提升方法 [J], 李露
4.GaN基LED芯片发光效率提升研究 [J], 徐平
5.InGaN绿光LED中p-AlGaN插入层对发光效率提升的影响 [J], 余浩; 郑畅达; 丁杰; 莫春兰; 潘拴; 刘军林; 江风益
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LED的成功应用案例-LED全彩显示屏作者：倪孟麟， 张莹作者单位：倪孟麟(天津市电视技术研究所)， 张莹(天津光电星球阳光显示技术有限公司)1.学位论文胡胜蓝GaN微米级发光二级管发光效率的研究2009在过去的四十年，发光二极管(LED)在技术上的进步是非常惊人的。

新的技术不断展现，LED在各个应用领域发挥越来越重要的角色。

相比其他光源，LED的电光转换效率更高。

但是发光效率还比较低，直接影响了LED产品的价格，从而制约LED在大尺寸LCD背光源、汽车前照灯和通用照明市场领域的应用，所以探讨如何提高LED器件的出光效率是一个很值得研究的内容。

微米级发光二极管(micro—LEDs)，特别是InGaN/GaN材料的微米级发光二极管是目前研究的热点领域。

人们都认为微米级发光二极管比传统宽条形LED的出光效率要高。

本文的研究内容主要包括如下几个方面：1.简要介绍了提高发光二极管(LED)外量子效率的几种途径，包括生长分布布拉格反射层结构、制作透明衬底、衬底剥离技术、倒装芯片技术、表面粗化技术、异形芯片技术等。

此外还介绍了发光材料、能带结构以及工艺对外量子效率的影响。

2.对微米级发光二极管，包括微盘发光二极管和微环发光二极管做了系统性回顾。

3.我们利用APSYS软件建立了微环发光二极管的三维模型，分别在电学和光学方面对其进行了仿真。

结果表明微环发光二极管比微盘和宽条形发光二极管具有更高的光提取效率，从理论上证实了早期的一些实验，同时提出了微环间潜在的光学作用。

此外，我们发现在光提取效率随着注入电流的增大而提高的同时，内量子效率有所降低。

4.我们再次利用APSYS软件建立了不同尺寸的微环发光二极管的三维模型，然后进行了仿真，从理论上扩展了早期的一些实验。

我们讨论了在外径相同的情况下，内径的改变对微环LED发光效率的影响。

此外，我们发现外径为20μm的微环LED，当内径增大到16μm左右时溢出损耗会非常明显。

LCD最后一个创新任务：无需偏光膜的纳米压印技术或优先导入液晶面板生产，半导体们再等等纳米压印微影技术可望优先导入LCD面板领域原本计划应用在半导体生产制程的纳米压印微影技术(Nano-Imprint Lithography；NIL)，现将率先应用在液晶显示器(LCD)制程中。

NIL为次世代图样形成技术。

据ET News 报导，南韩显示器面板企业LCD制程研发小组，未确认NIL 设备实际图样形成能力，直接参访海外NIL设备厂。

该制程研发小组透露，若引进相关设备，将可提升面板性能。

并已展开具体供货协商。

NIL是以刻印图样的压印机，像盖章般在玻璃基板上形成图样的制程。

在基板上涂布UV感光液后，再以压印机接触施加压力，印出面板图样。

之后再经过蚀刻制程形成图样。

NIL可在LCD玻璃基板上刻印出偏光图样，不需再另外贴附偏光薄膜。

虽然在面板制程中需增加NIL、蚀刻制程，但省落偏光膜贴附制程，可维持同样的生产成本。

偏光膜会吸收部分光线降低亮度。

若在玻璃基板上直接形成偏光图样，将不会发生降低亮度的情况。

通常面板分辨率越高，因配线较多，较难确保开口率(ApertureRatio)。

面板厂为补偿较低的开口率，多运用在背光模块搭载较多LED的技术，但此作法的缺点是用电量较高。

若运用NIL制程，可确保适当的开口率，降低用电量。

利用一般曝光设备也可在玻璃基板上形成偏光膜。

然8代曝光设备一次可形成的图样面积较小。

若要制造55吋面板，需要经过数十次的曝光制程。

不仅制程时间长，经过多次曝光后，在图样间会形成细微的缝隙，无法完整显示影像。

若将NIL技术应用在5代设备，可一次形成55吋、60吋面板的偏光膜图样。

在8代基板可制造6片55吋面板，6次的压印接触可处理完1片8代基板。

南韩业者表示，在玻璃基板上形成偏光图样以提升质量的生产制程，是LCD领域中最后一个创新任务。

若加速NIL 制程导入LCD生产的时程，偏光膜企业的营收可能减少。

提升LED发光效率的纳米级成形技术文章出处：中国电源博览发布时间：2011/07/13 | 904 次阅读| 1次推荐| 0条留言业界领先的TEMPO评估服务高分段能力，高性能贴片保险丝专为OEM设计师和工程师而设计的产品使用安捷伦电源，赢取iPad2 Samtec连接器完整的信号来源每天新产品时刻新体验完整的15A开关模式电源一引言LED市场，由于受LED可替代白炽灯和荧光灯，广泛用于液晶电视背光源潜力的驱动，近年来正在爆炸式地增长。

LED的商业成功依赖于各个方面，如单晶生长、芯片工艺、以及封装测试等的持续改善。

LED 的效率是给定电气输入条件下，对LED最终光输出的度量且由内量子效率、光提取效率、电学效率和封装效率四个因子所决定。

内量子效率是对给定的电子-空穴对产生可形成多少光子的度量，主要由外延层质量。

光提取效率定义了形成的光子可逸离LED器件的多少，取决于LED芯片和封装的结构。

二提高效率的传统方法由于半导体介质的折射率较高，故LED芯片的光提取效率固有地低。

产生的光大多数在半导体和空气的交界面发生内部反射，能提取并进入空气的光只有一小部分。

曾经提出过好多通过增强光提取效率来提高LED效率的主意。

LED业界采用的两种主要方法是随机纹理和成形蓝宝石衬底（PSS）技术。

考虑哪种光提取策略对芯片实际设计最好非常重要。

根据是否采用蓝宝石衬底以及芯片封装中的连线方法，LED 芯片可分为四种不同类别（图1）。

在传统芯片结构（图1.a）中，P型氮化镓层以及P和N型电极均位于位于顶面，电极通过引线键合与封装连接。

倒装芯片LED（图1.b），蓝宝石衬底面朝上，电极利用倒芯片键合法键合于附属镶架上。

移除蓝宝石衬底和使用传导支架有许多有利于光提取和散热的优点。

通常使用激光剥离技术移除外延层上的蓝宝石衬底以形成薄膜型LED。

在纵向薄膜型LED（图1.c）中，N型电极位于顶端，支撑导体则作为P型电极。

按电流传播的概念言，电流的垂直流向是这种结构的另一个优点。

利用纳米压印技术构筑图案化ZnO提高反型QLED出光效率相比传统的有机发光二极管(OLED),量子点发光二极管(QLED)在可见光区荧光光谱连续可调、亮度高、寿命长等优势广泛应用于照明和显示等领域。

目前虽然QLED的效率、寿命、驱动电路的优化、亮度、全彩显示上都取得了巨大进展,但是在显示照明领域仍存在一些问题,比如在实际发光区域器件效率低下、高开启电压、不可避免地产生寄生电致发光等。

随着器件发光面积的增大,要求器件必须有更高的发光效率和瞬时亮度,同时还要在高亮度的条件下具有良好的稳定性。

反型QLED具有高效率、高稳定性等优势有望成为显示领域高科技产品之一。

由于反型QLED器件内部结构,反型QLED器件发射出来的光有部分因全反射、材料吸收、等离子体效应而被限制无法出来导致光效率低下。

其中影响最大的是内部全反射,极大限制其在商业化领域的应用。

众多研究表明,通过在器件中引入微纳结构如纳米柱阵列、纳米棒、光栅结构、微透镜结构等可以有效抑制内部全反射,进而提高器件出光效率。

当前微纳图案化结构的构筑技术有蘸笔印刷技术、光刻技术、纳米球刻蚀技术和纳米压印技术等。

与前几种技术相比纳米压印技术具有分辨率高、低成本、高产率,则可实现高产量、低成本、大面积微纳图案结构制备。

为进一步提高反型QLED器件的效率提供条件。

ZnO作为反型QLED器件中的电子传输层具有高透过率、电子传输能力强、环境稳定性好等性能。

相比其它层更容易实现图案化。

具体的实验工作分为以下三个方面:1、ALD制备ZnO及其性能研究。

我们用原子层沉积制备ZnO薄膜,通过调节实验过程的温度、循环次数,得到600 cycle、100℃下,透过率为90%、电子迁移率高的ZnO薄膜。

2、图案化ZnO薄膜的制备。

考虑到ZnO薄膜本身特性不符合传统纳米压印技术要求,因此本文以纳米压印为基础通过调节纳米压印过程的温度、压力及二次压印中PDMS模板旋转的角度,可以得到一维、二维光栅结构图形。

纳米科技在电子设备中的应用实例介绍纳米科技是近年来飞速发展的一项前沿科技，通过控制和利用物质的纳米尺度特性，可以创造出具有崭新功能和性能的材料和设备。

在电子设备领域，纳米科技的应用已经取得了重大突破，并在各类产品中发挥着关键作用。

本文将介绍一些纳米科技在电子设备中的应用实例，以展示其在提升设备性能和创新功能上的巨大潜力。

第一个应用实例是纳米材料在显示技术中的应用。

纳米颗粒可以有效地控制光的传播和反射，使得显示屏幕具有更高的亮度、更大的可视角度和更高的色彩饱和度。

纳米颗粒还可以用来制作柔性显示屏，可以弯曲、折叠或者卷起，使得电子设备更加灵活和便于携带。

此外，纳米技术还可以应用于有机发光二极管（OLED）的制造过程中，通过在其表面添加纳米粒子，提高发光效率和延长使用寿命。

第二个应用实例是纳米涂层在电子设备中的应用。

纳米涂层可以改善设备的耐磨性、防水性和防腐蚀性能。

例如，纳米涂层可以应用于手机屏幕上，形成一层保护膜，防止刮擦和指纹污染。

同时，纳米涂层还可以应用于电子元件的导电层上，提高其导电性能，并防止氧化和腐蚀。

这些纳米涂层可以延长设备的使用寿命，并提供更好的用户体验。

第三个应用实例是纳米传感器在电子设备中的应用。

纳米传感器可以通过感知和测量微小的物理或化学信号，实现设备的智能化和环境适应性。

例如，纳米压力传感器可以用于触摸屏幕，实现对不同力度的触摸信号的识别。

纳米气体传感器可以检测室内空气中的有害气体，及时发出警报以提醒用户采取相应措施。

这些纳米传感器的应用使得电子设备更加智能化、功能丰富，并提供更安全和便捷的使用体验。

第四个应用实例是纳米存储技术在电子设备中的应用。

纳米存储技术可以提高设备存储容量和数据传输速度。

例如，纳米颗粒可以用于存储介质中的位图磁畴，实现非易失性存储和高密度数据存储。

同时，纳米存储技术还可以应用于快速存储设备的制造，使得设备的读写速度更快，响应更及时。

这些纳米存储技术的应用，推动了电子设备的存储能力的增加和性能的提升。