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如何提高LED顯示屏的發光效率-

一、表面微結構技術

表面微觀結構過程是提高器件光效率的另一種有效技術。室內led顯示屏由于LED工作電壓低(僅 1.2~4.0V),能主動發光且有一定亮度 ,亮度又能用電壓(或電流)調節,本身又耐沖擊、抗振動、壽命長(10 萬小時),所以在大型的顯示設備中,尚無其他的顯示方式與LED顯示方式匹敵。戶外led顯示屏無論用LED制作單色、雙色或三色屏,欲顯示圖象需要構成像素的每個LED的發光亮度都必須能調節,其調節的精細程度就是顯示屏的灰度等級?;叶鹊燃壴礁?,顯示的圖像就越細膩,色彩也越豐富,相應的顯示控制系統也越復雜。該技術的要點是刻蝕芯片表面光波長度大小的大量小結構,每個結構呈十字形四面體的形狀,不僅擴大了光面積,而且改變了光在芯片表面的折射方向,明顯提高了透射效率。測量結果表明,對于具有20μm的窗口層厚度的器件,輸出效率可以提高30%,當窗口層的厚度減小到10μm時,發光效率將提高60%。對于具有585625nm波長的LED器件,當制造紋理結構時,發光效率可以達到30lm,其值接近透明襯底器件的水平。

二、倒裝芯片技術

生長由GaN基LED MOCVD層結構技術在藍寶石襯底上,光通過由P / N結的發光區域發射的上部P型區域發射。由于P型導電性的GaN性能差,為了獲得必要的良好的電流擴散層,以形成通過氣相沉積技術在P區的NiAu表面構成的金屬電極層。通過金屬薄膜層引出的引線的P區。為了獲得良好的電流擴散,的NiAu金屬電極層不能太薄。出于這個原因,該裝置的發光效率會受到很大影響,典型地考慮到兩個因素的電流擴散和光提取效率。但是,不管這種情況下,金屬薄膜的存在,從而使光透射性能總是劣化。此外,還存在的器件的光效率的鍵合焊盤被影響。使用氮化鎵LED倒裝芯片配置可從根本上消除了上述問題。

三、透明襯底技術

InGaAlP LED通常是在GaAs襯底上外延生長InGaAlP發光區GaP窗口區制備而成。與InGaAlP相比,GaAs材料具有小得多的禁帶寬度,因此,當短波長的光從發光區與窗口表面射入GaAs襯底時,將被悉數吸收,成為器件出光效率不高的主要原因。在襯底與限制層之間生長一個布喇格反射區,能將垂直射向襯底的光反射回發光區或窗口,部分改善了器件的出光特性。一個更為有效的方法是先去除GaAs襯底,代之于全透明的GaP晶體。由于芯片內除去了襯底吸收區,使量子效率從4%提升到了2530%。為進一步減小電極區的吸收,有人將這種透明襯底型的InGaAlP器件制作成截角倒錐體的外形,使量子效率有了更大的提高。

四、芯片鍵合技術

光電器件對所需材料的性能具有一定的要求,通常具有大的帶寬差和材料的折射率的大變化。不幸的是,通常沒有這種天然物質。所要求的帶寬差和折射率差不能由均勻的外延生長技術形成,而通常的異質外延技術,例如在硅芯片上的外延GaAs和InP,不僅昂貴,而且具有與界面結合的非常高的位錯密度,因此難以形成高質量的光電子集成器件。由于低溫結合技術可大大降低不同材料之間的熱失配,降低應力和位錯,從而形成高質量器件。

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