LED電子顯示技術(shù)課件

1、LED電子顯示技術(shù)梁玉軍 博士12白光LED的原理和應(yīng)用3白色LED照明燈地磚燈禮品燈手電筒4360 LED環(huán)形顯示器5360 LED環(huán)形顯示器6發(fā)光二極管(LED)7發(fā)光二極管(LED)8發(fā)光二極管(LED)9電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一個(gè)比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場(chǎng)所。 效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少80% 適用性：很小，每個(gè)單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境 穩(wěn)定性：10萬(wàn)小時(shí)，光衰為初始的50% 響應(yīng)時(shí)間：其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí) .

2、發(fā)光二極管(LED)10對(duì)環(huán)境污染：無(wú)有害金屬汞 顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過(guò)化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時(shí)為紅色的LED，隨著電流的增加，可以依次變?yōu)槌壬?，黃色，最后為綠色 價(jià)格：LED的價(jià)格比較昂貴，較之于白熾燈，幾只LED的價(jià)格就可以與一只白熾燈的價(jià)格相當(dāng)，而通常每組信號(hào)燈需由上300500只二極管構(gòu)成。發(fā)光二極管(LED)11發(fā)光二極管(LED)發(fā)光二極管及發(fā)光二極管顯示器(LED) LED用材料及發(fā)光機(jī)制LED的制作工藝各種LED及其特性LED顯示器的各種用途及發(fā)展前景LED的其他應(yīng)用研究課題與展望121.1發(fā)光二極管 發(fā)光

3、二極管（light emitting diode，LED），顧名思義，是由半導(dǎo)體制作的二極管的一種。眾所周知，二極管具有整流作用，即在其兩極上施加電壓時(shí)，僅能單方向通過(guò)電流。所謂發(fā)光二極管是指當(dāng)在其整流方向施加電壓（稱(chēng)為順?lè)较颍r(shí)，有電流注人，電子與空穴復(fù)合，其一部分能量變換為光并發(fā)射的二極管。 這種LED由半導(dǎo)體制成，屬于固體元件,工作狀態(tài)穩(wěn)定、可靠性高，其連續(xù)通電時(shí)間（壽命）可達(dá)105h以上。LED元件與一般半導(dǎo)體元件一樣，也被稱(chēng)為芯片（chip），其尺寸通常為數(shù)百微米見(jiàn)方，是很小的。LED的發(fā)光顏色，與白熾燈等發(fā)出的白色光等不同，而是近于單色光，換句話說(shuō)，其發(fā)光的光譜是很窄的。通過(guò)選擇半

4、導(dǎo)體材料，目前生產(chǎn)的發(fā)光二極管可以發(fā)射紅外、紅、橙、黃、綠、藍(lán)等范圍相當(dāng)寬的各種各樣的顏色。發(fā)光二極管 (LED)13LED的開(kāi)發(fā)經(jīng)歷及今后展望 LED的注人型發(fā)光現(xiàn)象是1907年H.J.Round 在碳化硅晶體中發(fā)現(xiàn)的。1923年O.W.Lossew在S的點(diǎn)接觸部位觀測(cè)到發(fā)光，從而使注人型發(fā)光現(xiàn)象得到進(jìn)一步確認(rèn)。1952年J.R.Haynes等在鍺，硅的PN結(jié)，以及1955年G.A.Wolff在GaP中相繼觀測(cè)到發(fā)光現(xiàn)象。一般認(rèn)為，至此為L(zhǎng)ED的萌芽期發(fā)光二極管 (LED)14 20世紀(jì)60年代可以說(shuō)是基礎(chǔ)技術(shù)的確立時(shí)期。從1962年P(guān)ankove觀察到GaAs中PN結(jié)的發(fā)光開(kāi)始，相繼發(fā)表關(guān)

5、于GaAs，GaP，GaAsP，ZnSe等單晶生成技術(shù)、注人發(fā)光現(xiàn)象的大量論文，1968年GaAsP紅色LED燈投人市場(chǎng)，1969年R.H.Saul等人發(fā)表GaP紅色LED的外部發(fā)光效率達(dá)7.2，從此實(shí)用化的研究開(kāi)發(fā)加速展開(kāi) 此后，在7080年代，由于基板單晶生長(zhǎng)技術(shù)、PN結(jié)形成技術(shù)、元件制造、組裝自動(dòng)化等技術(shù)的迅速進(jìn)步。近年來(lái)，采用高輝度紅色、綠色LED的平面顯示元件已廣泛用于各種信息顯示板。對(duì)于最難實(shí)現(xiàn)的藍(lán)色LED，采用了SiC，數(shù)年前也達(dá)到了實(shí)用化，已有顯示燈產(chǎn)品供應(yīng)市場(chǎng)發(fā)光二極管 (LED)152.1 晶體結(jié)構(gòu)及能帶結(jié)構(gòu) LED的發(fā)光來(lái)源于電子與空穴發(fā)生復(fù)合時(shí)放出的能量。作為L(zhǎng)ED用材

6、料，一是要求電子與空穴的輸運(yùn)效率要高；二是要求電子與空穴復(fù)合時(shí)放出的能量應(yīng)與所需要的發(fā)光波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)，一般多采用化合物半導(dǎo)體單晶材料。眾所周知，在半導(dǎo)體中，根據(jù)晶體中電子可能存在的能態(tài)有價(jià)帶、導(dǎo)帶、禁帶之分。來(lái)自半導(dǎo)體單晶的發(fā)光，是穿越這種材料固有禁帶的電子與價(jià)帶的空穴復(fù)合時(shí)所產(chǎn)生的現(xiàn)象。 發(fā)光二極管 (LED)16 Si、Ge等IV族元素單晶半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)，屬于圖72（a）所示的金剛石結(jié)構(gòu)；GaAs、GaP、ZnSe等化合物半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)，屬于圖72（b）所示的閃鋅礦結(jié)構(gòu)；GaN具有如圖72（c）所示的纖鋅礦結(jié)構(gòu)，屬于六方點(diǎn)陣。 半導(dǎo)體元素，有大家所熟知的、位于周期表上第IV族的S、Ge，

7、它們作為半導(dǎo)體集成電路用材料，在現(xiàn)代電子工業(yè)中起著不可替代的作用。LED用材料，有由III族的Al、Ga、n與V族的N、P、As等兩種以上元素相結(jié)合而成的IllV族，由II族的Zn與VI族的S、Se相結(jié)合而成的IIVI族，由Si與C相結(jié)合而成的IVIV族等化合物半導(dǎo)體。發(fā)光二極管 (LED)17發(fā)光二極管 (LED)18 一般說(shuō)來(lái)，能帶結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)關(guān)系很大，化合物半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)與金剛石型的能帶結(jié)構(gòu)相類(lèi)似。表71給出各種半導(dǎo)體晶體的特性。發(fā)光二極管 (LED)19半導(dǎo)體材料晶體結(jié)構(gòu)能帶結(jié)構(gòu)禁帶寬度/eV (300K)點(diǎn)陣常數(shù)/Si金剛石間接1.125.43Ge金剛石間接0.665.66AlP

8、閃鋅礦間接2.455.46GaP閃鋅礦間接2.245.45InP閃鋅礦直接1.354.87AlAs閃鋅礦間接2.135.66GaAs閃鋅礦直接1.435.65GaN纖鋅礦直接3.39a=3.18b=5.16ZnSe閃鋅礦直接2.675.67SiC()六方晶間接2.86a=3.08b=15.12發(fā)光二極管 (LED)20為了制取發(fā)光效率高的LED，在電子與空穴發(fā)生復(fù)合放出能量時(shí)，除了要考慮復(fù)合前后的能量之外，還應(yīng)保持動(dòng)量守恒。可獲得最高發(fā)光效率的復(fù)合過(guò)程是電子與空穴的最初動(dòng)量相同，因復(fù)合而放出的能量全部變成光，而動(dòng)量卻不發(fā)生變化，這種情況如圖7-3(a)所示。其能帶結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，在價(jià)帶頂與導(dǎo)帶底

9、不存在動(dòng)量差，這種半導(dǎo)體發(fā)生的復(fù)合稱(chēng)為直接躍遷型。發(fā)光二極管 (LED)21發(fā)光二極管 (LED)22 對(duì)于電子與空穴的初始動(dòng)量不同的情況，為了保持動(dòng)量守恒，需要熱、聲等晶格振動(dòng)參與遷移過(guò)程，因此發(fā)生復(fù)合的幾率變得很低，這種初始動(dòng)量不同的電子、空穴的復(fù)合稱(chēng)為間接躍遷型，其能帶結(jié)構(gòu)如圖7-3(b)所示。發(fā)光二極管 (LED)23發(fā)光二極管 (LED)24 另外，如圖7-3(c)所示，通過(guò)在導(dǎo)帶與價(jià)帶之間加人被稱(chēng)作等電子捕集器(isoelectronic trap)的雜質(zhì)中心，也可以使像 GaP這種間接遷移的情況達(dá)到很高的發(fā)光效率。發(fā)光二極管 (LED)25發(fā)光二極管 (LED)262.2 發(fā)光機(jī)

10、制及發(fā)光波長(zhǎng) LED的發(fā)光源于電子與空穴的復(fù)合，其發(fā)光波長(zhǎng)是由復(fù)合前空穴和電子的能量差決定的。對(duì)于直接躍遷型材料，晶體發(fā)光的波長(zhǎng)決定于禁帶寬度Eg，發(fā)光波長(zhǎng)可由關(guān)系式=1240/Eg求出。為了得到可見(jiàn)光，Eg必須在1.6eV以上。 如圖7-3所示在能帶結(jié)構(gòu)中，由于導(dǎo)帶、價(jià)帶都為拋物線形狀，因此發(fā)光譜兩端都會(huì)有不同程度的加寬現(xiàn)象，其半高寬一般為3050nm。發(fā)光二極管 (LED)27 紅外LED中一般使用直接遷移型材料，如GaAs，GaAlAs，InGaAsP等。但也有用摻雜Si的GaAs制作的LED，通過(guò)在比價(jià)帶高的能量位置形成的所謂受主能級(jí)與導(dǎo)帶的電子發(fā)生復(fù)合的機(jī)制，其發(fā)光波長(zhǎng)為940nm，

11、比GaAs禁帶寬度對(duì)應(yīng)的發(fā)光波長(zhǎng)880nm更長(zhǎng)些。發(fā)光二極管 (LED)28 紅色LED的中心材料是以 Zn-O對(duì)作為發(fā)光中心的 GaP，Zn-O對(duì)在其中起等電子捕集器的作用。GaP為間接躍遷型，在其中導(dǎo)入雜質(zhì)Zn-O對(duì)作為發(fā)光中心，已實(shí)現(xiàn)較高效率的紅色 LED，發(fā)光波長(zhǎng)為 700nm，晶體不發(fā)生自吸收現(xiàn)象，可以在低電流密度下獲得高輝度。 發(fā)光二極管 (LED)29在橙色、黃色LED中，使用的是以N為等電子捕集器的GaAsP；在綠色LED中，使用的是摻雜有高濃度N的間接遷移型GaP。而且，在純綠色LED中，正在使用不摻入雜質(zhì)的GaP。發(fā)光二極管 (LED)30 藍(lán)色LED需要采用禁帶寬度大的材

12、料已經(jīng)在研究開(kāi)發(fā)的有SiC，GaN，ZnSe，ZnS等。SiC是容易形成P-N結(jié)的材料，屬于間接躍遷型，依靠摻入雜質(zhì)Al和N能級(jí)間的躍遷產(chǎn)生發(fā)光。GaN，ZnSe，ZnS為直接躍遷型，可獲得高輝度發(fā)光。這些材料的研究開(kāi)發(fā)近年來(lái)獲得重大突破，高輝度藍(lán)色 LED正在達(dá)到實(shí)用化。發(fā)光二極管 (LED)312.3 電流注入與發(fā)光 實(shí)際LED的基本結(jié)構(gòu)要有一個(gè)P-N結(jié)。當(dāng)在P-N結(jié)上施加順向電壓，即P型接正，N型接負(fù)的電壓，會(huì)使能壘降低，從而使穿越能壘的電子向P型區(qū)擴(kuò)散，使穿越能壘的空穴向N型區(qū)擴(kuò)散的量增加。通常稱(chēng)此為少數(shù)載流子注入，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子發(fā)生復(fù)合從而放出光。隨電壓增加，達(dá)到一定值

13、，電流急劇增加，光發(fā)射開(kāi)始。電流開(kāi)始增加時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓相應(yīng)于P-N結(jié)勢(shì)壘的高度，稱(chēng)該電壓為起始電壓，起始電壓隨LED材料及元件的結(jié)構(gòu)不同而不同，GaAs為1.01.2V，GaAIAs為1.51.7V，GaP為1.8V，SiC為2.5V等等。發(fā)光二極管 (LED)322.4 發(fā)光效率、光輸出及亮度 注入LED的載流子變換為光子的比率稱(chēng)為內(nèi)部量子效率；而射出晶體之外的光子與注入載流子之比稱(chēng)為外部量子效率。由于在P-N結(jié)附近發(fā)生的光會(huì)受到晶體內(nèi)部的吸收以及反射而減少，一般說(shuō)來(lái)，外部量子效率要低于內(nèi)部量子效率。市售 LED產(chǎn)品的外部量子效率，紅色的大約為 15，從黃色到綠色的則在 0.3l范圍內(nèi)，藍(lán)色的

14、大約為3。發(fā)光二極管 (LED)33 LED的發(fā)光效率與其能量收支相關(guān)，其數(shù)值可表示為載流子向P-N結(jié)的注入效率、載流子變?yōu)楣獾淖儞Q效率、產(chǎn)生的光到達(dá)晶體外部的光取出效率三者的乘積。為獲得較高的發(fā)光效率，一般要采取各種措施，例如在結(jié)構(gòu)上采取讓光通過(guò)一般說(shuō)來(lái)吸收率較小的N型半導(dǎo)體，為防止由于晶體表面反射造成的損失，在晶體表面涂覆高折射率的薄膜等等。發(fā)光二極管 (LED)34 對(duì)于顯示用可見(jiàn)光LED來(lái)說(shuō)，不僅僅是要求光輸出要大，重要的是與視感度相關(guān)的發(fā)光效率。人眼的視感度對(duì)555nm的綠色出現(xiàn)峰值，而后急速下降。光輸出中與視感度相關(guān)的部分稱(chēng)為光度，光度是顯示用可見(jiàn)光LED的輝度指標(biāo)。發(fā)光二極管 (

15、LED)352.5 變頻特性 在LED中，由容抗及電阻決定的時(shí)間常數(shù)非常小，因此其調(diào)頻速度決定于載流子的壽命，而后者與載流子注人之后，經(jīng)過(guò)復(fù)合，再到載流子消失所用的時(shí)間相對(duì)應(yīng)。也就是說(shuō)，隨著注人電流的變化加速，載流子密度逐漸不能追隨注人電流的變化，響應(yīng)速度變慢，發(fā)光強(qiáng)度慢慢下降。與低周波變頻時(shí)相比，當(dāng)高周波變頻時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度降低1.5dB時(shí)的周波數(shù)稱(chēng)為截止周波數(shù)fc，并由下式表示fc=1/(2)發(fā)光二極管 (LED)36 在 LED中，發(fā)光強(qiáng)度與截止周波數(shù)通常按折衷（(trade-off)關(guān)系處理。載流子壽命長(zhǎng)，發(fā)光延續(xù)的時(shí)間亦長(zhǎng)，從而發(fā)光強(qiáng)度高，但同時(shí)截止周波數(shù)變低。通過(guò)在活性區(qū)高濃度摻雜雜質(zhì)

16、，因存在晶體缺陷及俄歇效應(yīng)等，非發(fā)光復(fù)合的比例增加，從而可使載流子壽命變短。在要求高速響應(yīng)的光通訊用紅外LED中，截止周波數(shù)從數(shù)十兆赫到 100MHz以上；另一方面，在高輝度可見(jiàn)光 LED中，截止周波數(shù)大致在IMHz上下。發(fā)光二極管 (LED)372.6 LED與激光二極管 如果說(shuō)LED是由向P-N結(jié)注人電流的載流子復(fù)合時(shí)放出光（自然發(fā)射光）并向外取出的元件，激光二極管（LD）則進(jìn)一步是通過(guò)所設(shè)置的光波導(dǎo)及共振器等，將放出光的一部分返回，并利用誘導(dǎo)放出，使光的強(qiáng)度升高的發(fā)光振器。所謂誘導(dǎo)放出，是通過(guò)光對(duì)活性區(qū)大量存在的電子與空穴狀態(tài)多次激發(fā)，使其發(fā)生復(fù)合，放出光，而放出光的位相與此時(shí)輸人光的位

17、相相同，因此光的強(qiáng)度增強(qiáng)。 發(fā)光二極管 (LED)38 圖7-7表示LD的基本構(gòu)造及其能帶結(jié)構(gòu)。在薄的活性層兩側(cè)，用禁帶寬度比活性層的禁帶寬度更寬的半導(dǎo)體形成PN結(jié)。發(fā)光二極管 (LED)393.1 單晶制作技術(shù)利用水平布里奇曼（Bridgman）法（又稱(chēng)為HB法或舟皿生長(zhǎng)法）及液體保護(hù)旋轉(zhuǎn)提拉法（又稱(chēng)為液體保護(hù)切克勞斯基（Czochralski）法或LEC法）可以制備這種塊狀單晶，這兩種方法都屬于可以獲得大型基板單晶體的熔液生長(zhǎng)法。GaP單晶可由圖7-8所示的LEC法單晶拉制裝置來(lái)制造。發(fā)光二極管 (LED)40發(fā)光二極管 (LED)41GsAs單晶由控制溫差的HB法制作發(fā)光二極管 (LED

18、)42對(duì)于其他材料來(lái)說(shuō)，正在進(jìn)行制作的有外延三元混晶（GaAsP，InGaP，InGaAs等）用的基板單晶，如 InGaAs（LEC法）及 InGaP（蒸汽壓控制法），II-VI族化合物單晶如 ZnSe（布里奇曼法、seeded physical vapor transport法、帶籽晶的物理氣相輸運(yùn)法）、ZnS（碘輸運(yùn)法）、SiC（升華法）等關(guān)于單晶生長(zhǎng)，今后的研究課題是，減少雜質(zhì)、提高組成及雜質(zhì)分布的均勻性，減少缺陷及位錯(cuò)密度。因此，生長(zhǎng)過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬及生長(zhǎng)中的監(jiān)控越來(lái)越重要。目前正在研究開(kāi)發(fā)的有通過(guò)裝有籽晶的超聲波傳感器，對(duì)生長(zhǎng)中晶體的結(jié)晶生長(zhǎng)進(jìn)行監(jiān)控的方法，通過(guò)X射線透視裝置進(jìn)行監(jiān)控

19、的方法等。而且，單晶的分析評(píng)價(jià)技術(shù)對(duì)于單晶體的制作來(lái)說(shuō)是必不可少的。發(fā)光二極管 (LED)433.2 外延技術(shù) 液相外延（liquid phase epitaxy，LPE）法從原理上說(shuō)是溶液冷卻法，即利用溶解度相對(duì)于溫度的變化，通過(guò)飽和溶液的冷卻，使過(guò)飽和的溶質(zhì)部分在基板表面析出的方法。在LPE法中，利用源的烘烤，可以獲得高純度的優(yōu)良單晶，而且生長(zhǎng)速率大，現(xiàn)已用于GaP，GaAs，InP系的LED的批量化生產(chǎn)。紅、綠色LED用的GaP，紅色LED用的GaAIAs，紅外LED用的GaAs，長(zhǎng)波長(zhǎng)LED用的InGaAsP都是通過(guò)LPE法制作的。發(fā)光二極管 (LED)44 從原理上說(shuō)是溶液冷卻法，即

20、利用溶解度相對(duì)于溫度的變化，通過(guò)飽和溶液的冷卻，使過(guò)飽和的溶質(zhì)部分在基板表面析出的方法。發(fā)光二極管 (LED)45發(fā)光二極管 (LED)46 氣相外延（vapor Phase epitaxy，VPE）法，如圖 711所示，是使III族金屬源氣體與V族鹵化物或氫化物通過(guò)開(kāi)管式反應(yīng)而進(jìn)行的氣相生長(zhǎng)法，適合批量生產(chǎn)，目前紅、橙、黃色LED用的GaAsP就是用這種方法制作的。發(fā)光二極管 (LED)47發(fā)光二極管 (LED)48 分子束外延（molecular beam epitaxy，MBE）法，如圖 712所示，是使 PBN小孔坩堝中的固體加熱氣化，得到的分子束射向加熱到一定溫度的基板單晶上進(jìn)行單晶

21、生長(zhǎng)的方法。其特點(diǎn)是組成、膜厚的可控制性及均勻性都很好發(fā)光二極管 (LED)49發(fā)光二極管 (LED)50 有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積（metalorganic chemical vapor deposition，MOCVD）法，對(duì)于Ill-V族化合物來(lái)說(shuō)，是以Ill族金屬的烷基金屬化合物為原料，V族元素以氫化物為原料的氣相生長(zhǎng)法；以H2為載帶氣體，在常壓或減壓的氣氛中，在加熱到一定溫度的基板單晶上，在保持V族元素過(guò)剩的條件下，使氣相原料之間發(fā)生反應(yīng)的單晶生長(zhǎng)法。其裝置示意見(jiàn)圖 7-13。其特點(diǎn)與MBE相似，組成、膜厚的可控制性及均勻性都很好，是適于批量生產(chǎn)的單晶生長(zhǎng)法。發(fā)光二極管 (LED)51發(fā)

22、光二極管 (LED)523.3 摻雜技術(shù)向化合物半導(dǎo)體單晶中摻雜雜質(zhì)有各種不同的方法。在LPE法中，通過(guò)向熔液中添加各種雜質(zhì)，即可獲得具有所要求的電導(dǎo)率、特定載流于濃度的單晶體。在VPE、MBE、MOCVD方法中，或者使固態(tài)的雜質(zhì)蒸發(fā)，或者添加含有雜質(zhì)的氣態(tài)化合物，以獲得所要求的電導(dǎo)率及載流子濃度等。摻人雜質(zhì)的量可以獨(dú)立控制，重復(fù)性、可控制性都較好。擴(kuò)散摻雜仍然是最重要的摻雜方法之一。擴(kuò)散摻雜法分閉管式（真空閉管式）和開(kāi)管式兩種，后者操作簡(jiǎn)單，適合于大直徑晶片及批量化生產(chǎn)。發(fā)光二極管 (LED)53發(fā)光二極管 (LED)54近年來(lái)，出現(xiàn)一些新的擴(kuò)散方法，例如通過(guò)Zn及S的離子注人層以及電子束（

23、electron beam，EB）蒸鍍的Si層，利用快速燈退火進(jìn)行摻雜，但由于易產(chǎn)生晶體缺陷及結(jié)淺等原因，不適于LED的制作。選擇擴(kuò)散用掩模一般用SiO2及SiNx等，但由于它們與GaAs的熱膨脹系數(shù)不同容易造成應(yīng)變等，在與掩模的界面處，會(huì)產(chǎn)生由擴(kuò)散引起的所謂“鳥(niǎo)嘴”現(xiàn)象。為了防止其發(fā)生，可用Si作擴(kuò)散掩模，而在進(jìn)行Si的擴(kuò)散時(shí)，可以用Si膜作擴(kuò)散源。今后的課題是提高摻雜的均勻性以及采用無(wú)掩模的選擇摻雜技術(shù)等發(fā)光二極管 (LED)553.4 元件制作及組裝技術(shù) LED的制作分前道（外延）、中道（芯片）、后道（封裝）技術(shù)。具體說(shuō)來(lái)，包括下述工序：由單晶生長(zhǎng)及擴(kuò)散制作 P-N結(jié)形成電極；解理或劃片

24、，將晶片分割成一個(gè)個(gè)的芯片；包覆保護(hù)膜；對(duì)芯片檢測(cè)分級(jí)；將芯片固定于引線框架中；引線鍵合；樹(shù)脂封裝；檢查并完成成品。發(fā)光二極管 (LED)56 對(duì)LED的檢查項(xiàng)目包括：VI特性，CV特性，電流輝度（功率）特性，發(fā)光峰波長(zhǎng)，發(fā)光譜半高寬，響應(yīng)速度，發(fā)光效率，溫度特性，角度特性，壽命等；此外還有電流、電壓、溫度的最高允許值等。對(duì)光通訊應(yīng)用來(lái)說(shuō)，需要測(cè)定光輸出，截止周波數(shù)，在光纖端的輸出，耦合損失，指向特性，靜電破壞特性等。在上述的LED組裝、檢查工藝中，還需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化以提高效率、降低價(jià)格。發(fā)光二極管 (LED)57在LED領(lǐng)域，最近十余年間，在單晶生長(zhǎng)方法、新材料等的研究方面獲得了十分突出的進(jìn)展

25、最常見(jiàn)的紅光LED，十余年間其光度得到飛躍性的提高。其原因是由于采用了由直接躍遷型化合物半導(dǎo)體GaAIAs構(gòu)成的雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，目前已出現(xiàn)軸上光度超過(guò)3000mcd（20mA）的制品。在橙、黃色LED中，采用紅色LED所用的材料GaAsP，使其發(fā)光波長(zhǎng)縮短，再加上近年來(lái)新開(kāi)發(fā)的InGaAlP混晶材料，實(shí)現(xiàn)了高輝度LED。發(fā)光二極管 (LED)58在LED領(lǐng)域，難度最大的當(dāng)數(shù)藍(lán)色LED。研究人員針對(duì)SiC、GaN、ZnSe、ZnS等材料已經(jīng)進(jìn)行過(guò)多年的研究開(kāi)發(fā)。但是，對(duì)于這些材料來(lái)說(shuō)，由于存在難以實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，例如難以實(shí)現(xiàn)P型單晶，不能得到大塊的基板單晶，不容易做成具有優(yōu)良結(jié)晶性的P-N結(jié)等一系列問(wèn)

26、題，很難制作與其他顏色LED的亮度相匹配的藍(lán)色LED元件，自然也就談不上批量生產(chǎn)。但是在最近數(shù)年間，在各種各樣的材料方面都獲得十分顯著的技術(shù)進(jìn)步，已經(jīng)生產(chǎn)出亮度可與高輝度紅色LED相匹敵的藍(lán)色LED制品。發(fā)光二極管 (LED)594.1 GaP：ZnO紅色LED GaP紅色LED于1970年前后開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)，為L(zhǎng)ED的主要產(chǎn)品類(lèi)型?，F(xiàn)在的可見(jiàn)光LED燈中，利用GaP材料的占相當(dāng)大的比例。基板單晶為GaP，通過(guò)LPE法形成發(fā)光用的P-N結(jié)。在這種LED中，發(fā)光機(jī)制是基于間接躍遷型半導(dǎo)體中等電子捕集器雜質(zhì)中心的發(fā)光，以Zn-O最近鄰對(duì)作為發(fā)光中心，可以獲得實(shí)用的發(fā)光效率（批量生產(chǎn)時(shí)5，最高達(dá)15

27、）。這種LED在高電流密度區(qū)域，發(fā)生效率達(dá)到極限值，因此多數(shù)在低電流下使用。其顯示元件彩色鮮明，靈巧輕便，多用于室內(nèi)的各種機(jī)器設(shè)備中。發(fā)光二極管 (LED)604.2 GaP：N綠色LED 綠色LED的發(fā)光效率近年來(lái)也獲得顯著提高。綠色LED的材料與上述的摻ZnO的紅色LED的材料相同，也是GaP，即在GaP基板單晶上用LPE法形成發(fā)光用的P-N結(jié)。一般市售綠色LED按其發(fā)光峰值波長(zhǎng)的大小可分為二大類(lèi)，一類(lèi)是為了提高發(fā)光效率，在生長(zhǎng)層中添加與P屬于同族的氮（N）作為等電子捕集器，這種LED的發(fā)光峰值波長(zhǎng)為565nrn，為略帶黃色的綠色，盡管發(fā)光效率較低，一般為0.30.7，但相對(duì)視感度比紅色高

28、10倍以上，顯得非常明亮。其軸上光度一般在 500mcd（20mA）以上，也可用于室外顯示器。另一類(lèi)為純綠色 LED，在制作過(guò)程中不添加氮，其發(fā)光峰值波長(zhǎng)為555nm。發(fā)光效率比前一類(lèi)要低，但也可以制作出發(fā)光效率高于0.1的制品，其軸上光度可以達(dá)到200mcd（20mA）較高的值。發(fā)光二極管 (LED)614.3 GaAsP系紅色LED 在GaAsP系單晶體中，隨著GaAs1-xPx的成份比x的變化，可以獲得從紅外（x=0）到綠色（x=1）的發(fā)光。先在單晶基板上通過(guò)VPE法生長(zhǎng)N型GaAsP，而后經(jīng)擴(kuò)散Zn，形成發(fā)光用的P-N結(jié)。當(dāng)基板單晶采用GaP時(shí)，由P-N結(jié)（x=0.55的GaAs1-x

29、Px單晶）發(fā)出的峰值波長(zhǎng)為650nrn的光受基板單晶的吸收少，從而可提高LED的發(fā)光效率，其發(fā)光效率在批量生產(chǎn)的情況為0.2，而最高可達(dá)0.5。 對(duì)于GaAsP以及GaP紅色LED來(lái)說(shuō)，隨著GaP基板單晶生長(zhǎng)技術(shù)的完善，發(fā)光層結(jié)晶性的提高以及摻雜技術(shù)的改進(jìn)，其發(fā)光效率不斷提高，輝度年年都有改進(jìn)。隨著批量生產(chǎn)技術(shù)的不斷完善，上述兩種紅色LED的價(jià)格都降到較低的水平。發(fā)光二極管 (LED)624.4 GaAsP系橙色、黃色LED 采用GaAsP的橙色黃色LED，其基板單晶為GaP，利用VPE法形成發(fā)光用的P-N結(jié)。當(dāng)GaAs1-xPx的組成比x與紅色LED的相比逐漸變大時(shí)，發(fā)光波長(zhǎng)會(huì)向短波長(zhǎng)方向轉(zhuǎn)

30、變。與此相伴，為了改善其能帶結(jié)構(gòu)為間接遷移型的缺點(diǎn)，摻入 1018m-3的氮作為等電子捕集器發(fā)光中心，以提高其發(fā)光效率。x值為 0.65及0.75時(shí)，分別對(duì)應(yīng)發(fā)光峰值波長(zhǎng)為630nrn及610nrn的橙色LED，其發(fā)光效率大致在0.30.6。隨著x的進(jìn)一步增加，對(duì)應(yīng)發(fā)光峰值波長(zhǎng)為590nrn（x=0.85）及583nrn（x-0.90）的黃色LED，但其發(fā)光效率減小到0.10.2左右。發(fā)光二極管 (LED)634.5 GaAlAs系LED Ga1-xAIxAs LED為發(fā)光峰值波長(zhǎng)為 660nm的紅色LED，它是為了克服前述的GaP及GaAsP紅色LED因達(dá)到飽和，輝度難以提高的缺點(diǎn)而開(kāi)發(fā)的。

31、如圖7-15所示，在X0.35（直接遷移型）的范圍內(nèi)，隨著改變AI與As的組成比，Ga1-xAIxAs的發(fā)光峰值波長(zhǎng)可從640nm到900nm的范圍內(nèi)變化。外延生長(zhǎng)采用通常的LPE法，由于與GaAs基板單晶的晶格匹配性好，生長(zhǎng)層的晶體缺陷少。發(fā)光二極管 (LED)64 為了改善發(fā)光效率，在Al的組分高、帶隙寬的GaAIAs中，采用了光取出效率較高的單異質(zhì)結(jié)（SH）結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上還進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了將發(fā)光層夾于其間，將載流子封閉于發(fā)光層之內(nèi)的雙異質(zhì)結(jié)（DH）結(jié)構(gòu)。對(duì)基板單晶也采取了措施，例如不采用GaAs，而是采用對(duì)于發(fā)光峰值波長(zhǎng)（660nm）透明的GaAIAs等，以提高光的取出效率。發(fā)光二極管 (

32、LED)65 由于采取了上述一系列措施，發(fā)光效率獲得驚人的提高，以批量生產(chǎn)的外部量子效率（發(fā)光效率）為例，采用SH結(jié)構(gòu)的可達(dá)3（軸上光度500mcd，20mA），采用DH結(jié)構(gòu)的可達(dá)15（軸上輝度3000mcd，20mA）。因此，其應(yīng)用領(lǐng)域正在向汽車(chē)用的高亮度后制動(dòng)信號(hào)燈及道路狀況顯示板、廣告牌等室外用的各種顯示器擴(kuò)展。發(fā)光二極管 (LED)66發(fā)光二極管 (LED)674.6 InGaAlP系橙色、黃色LED InGaAIP是近年來(lái)達(dá)到實(shí)用化的混晶材料，具有直接躍遷型能帶結(jié)構(gòu)。利用這種材料可以提高橙黃色LED的輝度。特別是，由InP與Ga1-xAIxP構(gòu)成的In0.5(Ga1-xAIx)0.5

33、P混晶，與GaAs基板單晶的晶格匹配，混晶比x從0到0.6前后（對(duì)應(yīng)的發(fā)光波長(zhǎng)從660nrn到555nm）為直接遷移型，因此可期望制作出從紅色到綠色范圍相當(dāng)寬的高發(fā)光效率LED。 發(fā)光二極管 (LED)68 采用上述InGaAIP已開(kāi)發(fā)出高輝度（光度1000mcd以上）橙色（約 620nm）LED。晶體生長(zhǎng)采用減壓 MOCVD，并形成雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，為了提高內(nèi)部發(fā)光效率，需要采用最佳雜質(zhì)濃度及平面度、平整度要求嚴(yán)格的基板單晶。發(fā)光二極管 (LED)69 圖7-16為InGaAIP橙色LED元件的斷面結(jié)構(gòu)，圖7-17表示其發(fā)光光譜。對(duì)于黃色LED（波長(zhǎng)590nm）來(lái)說(shuō)，在研究階段就已經(jīng)達(dá)到與

34、橙色LED相同程度的光度（1000mcd） 特別是最近，在采用光阻斷基板的同時(shí)，通過(guò)在元件內(nèi)部形成電流擴(kuò)散層及黑色反射層等，已開(kāi)發(fā)出發(fā)光峰值波長(zhǎng)566nrn，光度800mcd的黃綠色LED。發(fā)光二極管 (LED)70發(fā)光二極管 (LED)714.7 GaN系藍(lán)色LED GaN具有直接躍遷型能帶結(jié)構(gòu)，從發(fā)光效率來(lái)說(shuō)占有優(yōu)勢(shì)，但是存在難以獲得大塊基板單晶、很難制作P型單晶等問(wèn)題。為此，采用VPE法，在藍(lán)寶石基板單晶上生長(zhǎng)N型GaN，在其單晶生長(zhǎng)面上通過(guò)擴(kuò)散Zn形成I層，由此得到了具有MIS結(jié)構(gòu)的藍(lán)色LED，其發(fā)光效率為0.03，當(dāng)電流為10mA時(shí)軸上光度達(dá)到10mcd。但是存在重復(fù)性很差等不少問(wèn)題

35、，為了實(shí)現(xiàn)高輝度需要提高材料的結(jié)晶性以及降低工作電壓等，必須采取新的單晶生長(zhǎng)方法來(lái)制造。發(fā)光二極管 (LED)72 為此，采用MOVPE法在藍(lán)寶石基板單晶上以低溫沉積的氮化鋁（AIN）為緩沖層，進(jìn)行GaN的生長(zhǎng)，獲得了質(zhì)量比較高的單晶體。有人進(jìn)一步通過(guò)電子束照射處理，證明此法對(duì)受主雜質(zhì)的活性化十分有效，并且首先制成了顯示P型電導(dǎo)性的GaN單晶體。這種單晶體是將摻雜有鎂（Mg）的高電阻率GaN（GaN：Mg）經(jīng)電子束照射，使其電氣特性發(fā)生變化，由此獲得電阻率大致為數(shù)十歐厘米的P型單晶。這種GaN層的P型化，通過(guò)熱退火處理也可以實(shí)現(xiàn)，而且用GaN代替AlN作緩沖層，可以獲得更高載流子濃度的P型層。

36、發(fā)光二極管 (LED)73 基于上述技術(shù)，最近GaN系藍(lán)色LED的特性得到明顯提高。據(jù)報(bào)道，由于在發(fā)光層中采用了由InGaN構(gòu)成的DH結(jié)構(gòu)，在發(fā)光波長(zhǎng)450nrn的藍(lán)色LED中，光度已達(dá)到2500mcd；在發(fā)光波長(zhǎng)500nm的藍(lán)綠色LED中，光度已達(dá)2000mcd。上述數(shù)據(jù)已與目前采用GaAIAs的高輝度紅色LED的亮度不相上下，而比市售綠色LED的亮度還要高，實(shí)現(xiàn)了人們多年來(lái)一直追求的目標(biāo)。圖7-18給出具有 InGaNAIGaN雙異質(zhì)結(jié)（DH）結(jié)構(gòu)的藍(lán)色LED的示意圖。發(fā)光二極管 (LED)74發(fā)光二極管 (LED)754.8 SiC藍(lán)色LED 在最早投入市場(chǎng)的藍(lán)色LED中用的材料就是Si

37、C，與其他材料不同的是，SiC比較容易獲得P型單晶。SiC藍(lán)色LED的發(fā)光輝度，與紅色、綠色LED等相比，還略遜一籌，但隨著單晶生長(zhǎng)技術(shù)的改進(jìn)，其發(fā)光效率正在逐步提高。 在LED的制作中，基板單晶采用6H型的SiC，利用LPE法或VPE法制作P-N結(jié)。 最近，通過(guò)采用SiC基板單晶，在1700上下形成P-N結(jié)，以提高材料的結(jié)晶性，在精確控制的條件下，利用氮施主和Al受主形成D-A對(duì)發(fā)光中心，在可靠性提高的同時(shí)，其發(fā)光效率獲得飛躍性的提高，輝度已達(dá)到30mcd（20mA）。這種SIC LED的制作工序如圖7-19所示。發(fā)光二極管 (LED)76 關(guān)于SiC大型基板單晶的生長(zhǎng)，一般采用真空升華法，

38、需要2300oC的高溫，以多晶SiC為原料并置于高溫端，而在低溫端設(shè)SiC籽晶，可以長(zhǎng)成高20mm的SiC單晶。采用這種方法還能獲得具有N型或P型電導(dǎo)性的單晶體。據(jù)報(bào)道，已有長(zhǎng)成直徑34mm，高14mm的N型SiC單晶。顯然，基板單晶生長(zhǎng)技術(shù)的進(jìn)展對(duì)于促進(jìn)SiC藍(lán)色LED的批量化生產(chǎn)是極為重要的。 從目前的發(fā)展趨勢(shì)看，SiC藍(lán)色LED今后在提高發(fā)光效率、改善工藝、降低價(jià)格等方面會(huì)出現(xiàn)快速的發(fā)展。發(fā)光二極管 (LED)77發(fā)光二極管 (LED)784.9 II-VI族藍(lán)色LED 在II-VI族化合物中，ZnSe、ZnS室溫下的能隙寬度分別為2.7eV和 3.7eV，而且為直接遷移型半導(dǎo)體材料，極

39、有希望用于高發(fā)光效率的藍(lán)色LED，而且近年來(lái)已獲得十分顯著的進(jìn)步。晶體生長(zhǎng)方法以MBE和MOCVD為主，由于屬于低溫生長(zhǎng)而且可保持原料的純度，從而能獲得優(yōu)質(zhì)的單晶體，而且，雜質(zhì)的摻雜可精確控制。上述因素為其在LED中的應(yīng)用創(chuàng)造了很好的條件。 目前，II-VI族化合物半導(dǎo)體LED的制作尚處于研究開(kāi)發(fā)階段，但有報(bào)告指出，采用ZnSe基板的試制品具有相當(dāng)高的發(fā)光效率。為了使采用II-VI族半導(dǎo)體材料的短波長(zhǎng)發(fā)光器件達(dá)到實(shí)用化，還有不少問(wèn)題需要解決，如與P型層間歐姆電極的制作，提高器件的可靠性，降低價(jià)格等，都需要進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)。發(fā)光二極管 (LED)794.10 全彩色LED 目前，由全彩色LED構(gòu)成

40、的大屏幕顯示器正在試制中，一般是由SiC 或GaN等藍(lán)色LED與由其他材料構(gòu)成的紅、綠色LED相組合，構(gòu)成混合型全彩色LED泡。最近各國(guó)都在采用前述的高發(fā)光效率的SiC藍(lán)色LED，GaP紅色及綠色LED，并做成LED泡，制成包括純白色發(fā)光在內(nèi)的可以多色發(fā)光的全彩色LED。圖7-20表示全彩色LED顯示泡的結(jié)構(gòu)，圖7-21表示全彩色LED在CIE色度圖上的發(fā)光色度坐標(biāo)。為做成產(chǎn)品，需要進(jìn)行封裝，包括引線鍵合，澆注或模壓透明樹(shù)脂，采取相應(yīng)的散熱措施，引出電極等。由這種全彩色LED矩陣布置構(gòu)成大屏幕顯示器，顏色鮮明、醒目，具有比一般顯示器更接近自然的色彩，作為高品位信息及圖像顯示器具有良好的發(fā)展前景

41、。發(fā)光二極管 (LED)80發(fā)光二極管 (LED)814.11 紅外LED 盡管紅外LED的用途與普通顯示器的用途不同，在此也略加介紹。紅外LED的材料主要是GaAs，P型及N型雜質(zhì)都用Si，通過(guò)改變LPE單晶生長(zhǎng)的條件，可控制Si原子的置換位置（置換Ga原子或As原子），并由此形成P-N結(jié)。相應(yīng)于這種情況，發(fā)光由深受主能級(jí)與導(dǎo)帶間的遷移引起，與GaAs的帶隙相對(duì)應(yīng)，發(fā)光波長(zhǎng)是相當(dāng)長(zhǎng)的，發(fā)光效率很高，接近20，但響應(yīng)速度慢。作為不需要高速響應(yīng)的光耦合器、光分離器等復(fù)合光學(xué)器件應(yīng)用更為廣泛。對(duì)于要求高速響應(yīng)的情況，在犧牲發(fā)光效率的情況下，或采用Zn擴(kuò)散的LED，或者由GaAIAs構(gòu)成的DH結(jié)構(gòu)。

42、在這種情況下，波長(zhǎng)降為900nm或更低。此外，最近在照相機(jī)的自動(dòng)聚焦等需要高輸出的場(chǎng)合，以及遠(yuǎn)程控制用光源等，都在使用帶有由GaAIAs制作的DH結(jié)結(jié)構(gòu)的高輸出型紅外LED。發(fā)光二極管 (LED)82 LED在我們的日常生活中屢見(jiàn)不鮮，廣泛應(yīng)用于家用電器、音響設(shè)備、汽車(chē)及照相機(jī)等產(chǎn)品中。在這些產(chǎn)品中，LED或者用作顯示元件，通過(guò)顏色、數(shù)字、文字、符號(hào)等顯示機(jī)器設(shè)備的工作狀態(tài)，向使用者提供必要的信息，或者用作各種用途的發(fā)光光源。 在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，LED顯示器的應(yīng)用更為普遍。從小店鋪的營(yíng)業(yè)標(biāo)志到大商場(chǎng)的商品廣告，從加油站的價(jià)目牌到大飯店的大廳壁畫(huà)以及鬧市區(qū)的公共告示牌、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的比賽成績(jī)顯示板等都在

43、應(yīng)用LED，其顯示鮮明、醒目，動(dòng)態(tài)效果極好。在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用有自動(dòng)售票機(jī)、進(jìn)站自動(dòng)檢票口的信息顯示，火車(chē)車(chē)廂內(nèi)到站站名、時(shí)刻顯示、站內(nèi)列車(chē)時(shí)刻表、到達(dá)和發(fā)車(chē)車(chē)次顯示板等。在公路兩旁，都設(shè)有采用LED的夜間交通指示標(biāo)志、交叉路口路標(biāo)指示、前方道路通行狀態(tài)顯示等，由于大型動(dòng)態(tài)的紅、黃色LED顯示板極為鮮明、醒目，無(wú)疑為汽車(chē)司機(jī)提供了很大的方便。下面，針對(duì)LED在顯示器中的基本應(yīng)用，分別加以簡(jiǎn)單介紹。發(fā)光二極管 (LED)835.1 指示燈 在LED的應(yīng)用中，首先應(yīng)舉出的是各種類(lèi)型的指示燈、信號(hào)燈等。以前，作為顯示用光源，一直采用普通鎢絲白熾燈泡，但存在耐振性差、易破碎等問(wèn)題。隨著LED的登場(chǎng)，

44、特別是鑒于LED的許多優(yōu)點(diǎn)，指示燈目前正處于更新?lián)Q代中。通常，LED的壽命在數(shù)十萬(wàn)小時(shí)以上（在規(guī)定的使用條件下），為普通白熾燈泡的100倍以上。而且具有功耗小、發(fā)光響應(yīng)速度快、亮度高、小型、耐振動(dòng)等特點(diǎn)，在各種應(yīng)用中占有明顯優(yōu)勢(shì)。發(fā)光二極管 (LED)845.2 數(shù)字顯示用顯示器 利用LED進(jìn)行數(shù)字顯示，有點(diǎn)矩陣型和字段型兩種方式。點(diǎn)矩陣型如圖7-25所示，使LED發(fā)光元件縱橫按矩陣排列，按需要顯示的文字只讓相應(yīng)的元件發(fā)光。為進(jìn)行數(shù)字顯示，每個(gè)數(shù)字通常需要7行5列的矩陣，共35個(gè)元件。除數(shù)字之外，還可顯示漢語(yǔ)拼音字母、英文字符、羅馬字符、日文片假名等，其視認(rèn)性也很好。但是，從驅(qū)動(dòng)的簡(jiǎn)便性及價(jià)格

45、等方面考慮，筆段型顯示方式更為有利。發(fā)光二極管 (LED)85發(fā)光二極管 (LED)86 筆段型數(shù)字顯示器如圖7-26所示，在LED芯片的周?chē)O(shè)置反射框，芯片上方或者裝有光擴(kuò)散用的散擴(kuò)片，或者通過(guò)混有光擴(kuò)散劑（三氧化二鋁的微細(xì)粉末等）的環(huán)氧樹(shù)脂，將芯片與其周?chē)慕Y(jié)構(gòu)模注在一起，則由一個(gè)LED即可構(gòu)成長(zhǎng)方形的均勻發(fā)光面。反射框所圍的LED作為一個(gè)筆段單位，大小可以變化，由此可以形成任意尺寸的數(shù)字顯示元件。筆段型顯示中，多數(shù)為7筆段型及16筆段型（見(jiàn)圖7-27）發(fā)光二極管 (LED)87發(fā)光二極管 (LED)885.3 陣列顯示器 將筆段顯示用的反射框按各種各樣的形式直線排列，可對(duì)各種變化的量進(jìn)行

46、連續(xù)顯示，如果再使用不同發(fā)光顏色的LED芯片，則可以對(duì)大量信息進(jìn)行全彩色連續(xù)顯示。音響設(shè)備用的分頻音量水平顯示器（見(jiàn)圖7-29）以及汽車(chē)用平面轉(zhuǎn)速顯示器等都是采用陣列顯示器的實(shí)例。發(fā)光二極管 (LED)89發(fā)光二極管 (LED)905.4 單片型平面顯示器 單片型LED顯示元件是在同一基板單晶上使發(fā)光點(diǎn)形成字段狀或矩陣狀的平面顯示元件。這種顯示元件的特點(diǎn)是，在保證高密度像素的前提下，可實(shí)現(xiàn)超小型化，其新的用途會(huì)不斷得到開(kāi)發(fā)。圖7-30是單片型GaP綠色LED平面顯示元件的結(jié)構(gòu)（點(diǎn)矩陣型）的實(shí)例。每個(gè)發(fā)光部分的尺寸及節(jié)距分別是 0.23mm X0.23mm，及0.28mm，在11.2mmX11.

47、2mm大小的單晶表面上可形成4040=1600個(gè)像素。發(fā)光二極管 (LED)91發(fā)光二極管 (LED)925.5 混合型平面顯示器 混合型平面顯示器與單片型不同，是在組裝基板上使每個(gè)LED芯片排列成矩陣狀，構(gòu)成顯示元件。當(dāng)用于大型畫(huà)面時(shí)，通常30004000個(gè)像素構(gòu)成一個(gè)模塊，在實(shí)裝基板的背面設(shè)置驅(qū)動(dòng)回路，按瓦塊狀排列。例如，利用GaP多色LED芯片，該芯片可發(fā)出從紅色到綠色的任何中間色的光，按96X64=6144個(gè)像素排列的平面顯示元件已達(dá)到實(shí)用化。發(fā)光二極管 (LED)935.6 點(diǎn)矩陣型平面顯示器 目前，用于室內(nèi)或室外顯示，采用LED點(diǎn)矩陣型模塊的大型顯示器正在迅速推廣普及。由于采用LED點(diǎn)矩陣型模塊結(jié)構(gòu)，顯示板的大小可由LED發(fā)光點(diǎn)縱橫密排成任意尺寸；發(fā)光顏色可以是從紅到綠的任意單色，紅、綠、橙三色、多色，甚至全色；灰度可從十?dāng)?shù)階到幾十階分階調(diào)節(jié)；與專(zhuān)用IC相組合，也可由電視信號(hào)驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行電視、錄相顯示。 發(fā)光二極管 (LED)94 模塊結(jié)構(gòu)可分為兩大類(lèi)。一類(lèi)為小型模塊，如前面