[發(fā)明專利]用于驅動發(fā)光二極管的方法及發(fā)光二極管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710142015.1
• 申請日: 2007-08-13
• 公開（公告）號: CN101123292A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發(fā)明（設計）人: 琵琶剛志
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H05B37/02;G09G3/20;G09G3/32;G09G3/34;G09G3/36
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權代理有限責任公司
• 代理人: 董方源

技術領域

本發(fā)明涉及用于驅動發(fā)光二極管的方法、發(fā)光二極管、用于驅動顯示器的方法、顯示器、用于驅動電子器件的方法、電子器件、用于驅動光學通信設備的方法，以及光學通信設備。特別地，本發(fā)明涉及用于驅動適于下述應用的發(fā)光二極管的方法，所述應用例如是各種包括基于InGaN/GaN的發(fā)光二極管的顯示器。

背景技術

基于InGaN/GaN的發(fā)光二極管，特別是所具有的發(fā)射波長在能見區(qū)之內的基于InGaN/GaN的發(fā)光二極管，其發(fā)射波長(顏色)可以隨驅動電流密度而變化。例如，日本未審查的專利申請公開No.2002-237619提議了一種利用該現(xiàn)象來驅動發(fā)光二極管以達到多色(polychromatic)發(fā)光的方法。

然而，這種發(fā)光二極管在被用于典型顏色的顯示器時導致如下問題，即難于提供其中顏色隨電流密度而變化的所需顏色范圍。也可以根據(jù)隨電流密度而變化的顏色和顏色范圍來變換色度。然而，因為只有變化的顏色范圍的公共部分被用于精確的顏色再現(xiàn)，所以該方法產(chǎn)生比正常狀態(tài)更窄的顏色范圍。另外，取決于像素數(shù)目和幀速率的對巨大計算量的需要使信號處理電路和驅動電路承受高負載。

為了防止在發(fā)光二極管被用于顯示器時發(fā)生這種現(xiàn)象，例如，日本未審查的專利申請公開號No.2003-22052公開了一種在保持恒定電流密度以防止顏色變化的同時通過脈沖驅動(例如脈沖密度調制(PDM)或脈沖寬度調制(PWM))來生成亮度信號的技術。同樣，日本未審查的專利申請公開號No.2005-260116公開了一種在利用顏色隨電流密度而變化這一現(xiàn)象控制電流密度以提供所需發(fā)射波長的同時僅通過脈沖驅動來調節(jié)亮度的技術。當在制造后可具有顏色變化的發(fā)光二極管被應用于高質量顯示器時，這些技術是有效的。然而，對發(fā)射波長和亮度的調節(jié)的需要造成檢查/調節(jié)成本的增加。另外，這些技術使信號處理電路和驅動電路承受高負載。另外，擴展亮度的動態(tài)范圍需要使用高頻電路來增大脈沖頻率。

例如，美國專利No.6,635,904提議利用鄰晶襯底(vicinal?substrate)作為生長襯底來生產(chǎn)基于InGaN/GaN的發(fā)光二極管，所述鄰晶襯底例如是具有相對于c平面傾斜0.2°至2°的角度的主表面的藍寶石襯底。根據(jù)該公布，發(fā)光二極管具有改善的發(fā)光效率和同源性(homology)。然而，該公布沒有公開或建議發(fā)光二極管的發(fā)射波長的電流密度依賴性或描述應用于顯示器的優(yōu)點。

發(fā)明內容

基于InGaN/GaN的發(fā)光二極管的發(fā)射波長隨驅動電流密度而變化的現(xiàn)象對包括具有含銦量子阱結構的發(fā)光層的發(fā)光二極管而言是常見的。該現(xiàn)象是由銦原子的局部載流子和因纖鋅礦型(wurtzite)晶體結構中的晶格失配引起的壓電場產(chǎn)生的。特別地，該現(xiàn)象在發(fā)射綠光時顯得顯著。一般而言，該現(xiàn)象對于用于以寬顏色范圍為特征的顯示器時的具有500至550nm特別是515至535nm發(fā)射波長的發(fā)光二極管很嚴重。

因此，希望提供一種用于驅動發(fā)光二極管的方法和一種發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管的發(fā)射波長隨驅動電流密度而發(fā)生的變化顯著減小，并且還希望提供一種用于驅動顯示器的方法和一種利用這種方法來驅動發(fā)光二極管的顯示器。

另外，希望提供一種用于驅動電子設備的方法、一種電子設備、一種用于驅動光學通信設備的方法以及一種利用該方法來驅動發(fā)光二極管的光學通信設備。

經(jīng)過透徹的研究，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：包括具有含銦量子阱結構的發(fā)光層的發(fā)光二極管(例如基于InGaN/GaN的發(fā)光二極管，特別是綠色發(fā)光二極管)的發(fā)射波長在特定電流密度范圍(即等于或者小于20A/cm²)中的電流密度的情況下基本不變化，如果二極管是利用具有特定傾角的鄰晶襯底作為生長襯底的話，所述鄰晶襯底即具有相對于c平面以0.25°至2°的角度傾斜的主表面的襯底(在m軸方向上傾斜，同時a軸是旋轉軸)。該特性可被用來穩(wěn)定包括發(fā)光二極管的例如顯示器、電子設備和光學通信設備的發(fā)射波長(顏色)。特別地，包括這種發(fā)光二極管的顯示器可以通過電流幅度調節(jié)來形成亮度信號的一部分，因為在上面的電流密度范圍內隨著電流密度變化不發(fā)生顏色變化。顯示器因此可以提供擴展的動態(tài)范圍、減小的驅動頻率，以及穩(wěn)定且寬的顏色再現(xiàn)范圍。