发展历程
传统红光发光二极管用半导体晶圆，除了ALGAAS磊晶硅晶圆 (EPITAXIAL WAFER) 之外，ALGAINP磊晶硅晶圆已经商品化。
若在ALGAINP磊晶硅晶圆表面，制作电极再切割成晶粒状(DIE)，就可以制成发光二极管芯片，不过传统结构发光二极管受到底部基板的影响，光吸收损失非常大，一般认为12 LM/W得发光效率是红光发光二极管的最大极限。
有鉴于此研究人员在发光二极管组件内部设置金属反射膜(MR: METAL REFLECTOR)，开发全新结构的红光发光二极管，达成发光效率48 LM/W，比传统结构提高4倍的高效率化宿愿。
金属反射膜LED的发光效率提升手法
如图2(A)所示传统发光二极管光源，利用注入半导体固态组件发光材料(发光层)的电子与正孔再结合获得的能量产生光线，该电气光线转换效率，以低缺陷ALGAINP结晶而言，大约可以达成70%以上的效率，材料上的特性提升可算是相当充分。
 
虽然受质基板的开发，主要目的是提升发光效率，如图3(B)所示，受质基板型基本上属于半导体多层反射膜(DBR: DISTRIBUTED BRAGG REFLECTOR)插入型，该结构利用半导体多层反射膜，使朝基板侧的光线反射，达成12 LM/W的电气光线转换效率。
然而半导体多层反射膜 (DBR)，具有斜方向光线不易反射的结构性缺陷，因此朝各方向放射的发光二极管光线，不会朝基板侧传递，结构上受到很大的限制。
为提高红光发光二极管的发光效率，研究人员深入检讨可以使斜向入射至基板的光线完全反射的结构，开发图3(C)所示，使用金属薄膜的反射结构除了垂直方向之外，对斜向入射的光线，同样具备高反射特性的金属反射膜发光二极管 (MR-LED)。
金属反射膜发光二极管 (MR-LED)，不易同时具备发光层、金属反射膜反射率与低电气阻抗特性，而且无法在金属反射膜上制作低缺陷的发光层，因此研究人员针对同时具备反射率与低电气阻抗问题，透过组件结构的设计进行对策，发光层的缺陷问题则透过基板贴换技术，使用与GAAS单结晶基板上结晶同等级的低缺陷ALGAINP发光层。
基板贴换技术如如图4所示，(1)首先准备低缺陷ALGAINP磊晶硅晶圆，(2)接着将发光层黏贴至底部支撑基板，(3)最后从已经贴合的晶圆去除GAAS基板，就可以在底部支撑基板上面形成具备发光层的结构。
 
 
如表1的金属反射膜型发光二极管(MR TYPE LED)与受质基板型发光二极管(AS TYPE LED)初期特性比较一览所示，顺向电流20MA通电时的光束为1.92 LM,可以实现48 LM/W的发光效率，金属反射膜型发光二极管(MR TYPE)比受质基板型发光二极管(AS TYPE)，发光效率提高4倍以上。
 
图7是上述两种红光LED的顺向电流-顺向电压特性，由图可知，虽然金属反射膜型发光二极管(MR TYPE)的顺向电压比受质基板型发光二极管 (AS TYPE)高，不过却可以达成实用上要求的2.2V以下顺向电压(IF=20MA)，证实即使是金属反射膜结构，串联阻抗同样可以被充分削减。
 
顺向电压的分布图9所示，面内平均为1.98 LM(Σ=0.02V)，面内分布在±5%范围内，证实新型红光发光二极管，同样可以实现低电压、高均匀性的要求。
 
根据测试结果可知上述2种新型红光发光二极管特性完全没有改变，证实即使制作金属反射膜型结构，同样可以获得充分的可靠性。
结语
超高发光效率的发光二极管，可以应用在户外混色很鲜明的辨识用途，例如户外大型显示器要求鲜艳显示、或是汽车尾组合灯等等。
