專利名稱：增大半導(dǎo)體發(fā)光器件的光輸出的方法及該器件的驅(qū)動(dòng)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增大化合物半導(dǎo)體發(fā)光器件(LED)光輸出的方法及化合物半導(dǎo)體LED的驅(qū)動(dòng)單元，并且更加具體地，涉及一種使用脈動(dòng)電流(pulsation current)增大化合物半導(dǎo)體LED光輸出的方法及使用該方法的化合物半導(dǎo)體LED的驅(qū)動(dòng)單元。
背景技術(shù)：
類似于發(fā)光二極管(LED)，半導(dǎo)體LED使用化合物半導(dǎo)體的特性將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光。這種半導(dǎo)體LED器件具有與其它發(fā)光器相比壽命更長(zhǎng)、驅(qū)動(dòng)電壓更低、且功耗量更小的優(yōu)點(diǎn)。另外，半導(dǎo)體LED具有較高的響應(yīng)速度和較高的沖擊耐受性，并且可以制造得簡(jiǎn)潔輕便。根據(jù)所用半導(dǎo)體的類型和材料，這種半導(dǎo)體LED可以產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的光束。由此，半導(dǎo)體LED可以產(chǎn)生各種波長(zhǎng)的光束。特別地，由于制造技術(shù)和半導(dǎo)體LED結(jié)構(gòu)的改善，已經(jīng)開發(fā)出來(lái)并廣泛應(yīng)用了能夠發(fā)射高亮度光的高亮度半導(dǎo)體LED。另外，已經(jīng)開發(fā)出用于發(fā)射藍(lán)(B)光的高亮度半導(dǎo)體LED。結(jié)果，使用分別發(fā)射綠(G)、紅(R)和藍(lán)(B)光束的高亮度半導(dǎo)體LED可以顯示自然顏色。
圖1為用于說(shuō)明傳統(tǒng)半導(dǎo)體LED的工作原理的示意圖。如圖1所示，半導(dǎo)體LED 10具有如下結(jié)構(gòu)，其中n型半導(dǎo)體層12、有源層13、以及p型半導(dǎo)體層14順序疊置在藍(lán)寶石襯底11上，并且分別在部分n型半導(dǎo)體層12和p型半導(dǎo)體層14上疊置n型電極15和p型電極16。在向具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體LED 10施加正向電壓時(shí)，n型半導(dǎo)體層12導(dǎo)帶中的電子躍遷從而與p型半導(dǎo)體層14價(jià)帶中的空穴復(fù)合。結(jié)果，與躍遷能同樣多的光由有源層13發(fā)射出來(lái)。來(lái)自有源層13的光通過(guò)有源層13的上部直接發(fā)射，或者由p型電極16反射并隨后經(jīng)藍(lán)寶石襯底11發(fā)射。
由于半導(dǎo)體LED 10通常具有極性，所以半導(dǎo)體LED 10用直流電(DC)驅(qū)動(dòng)，如圖2所示。這是因?yàn)樵谑┘拥碾妷壕哂邢喾礃O性時(shí)，n型半導(dǎo)體層12的電子和p型半導(dǎo)體層14的空穴無(wú)法移動(dòng)到有源層13，并且因此無(wú)法發(fā)光。然而，在半導(dǎo)體LED通過(guò)施加DC驅(qū)動(dòng)的情況下，電子具有比空穴高的遷移率。由此，來(lái)自n型半導(dǎo)體層12的大部分電子鄰近p型半導(dǎo)體層14分布。這導(dǎo)致發(fā)光效率降低。
已知，在半導(dǎo)體LED的III族氮化物(主要是涉及GaN的化合物)半導(dǎo)體材料中，空穴的遷移率低。但是，由于氮化物半導(dǎo)體對(duì)于光、電和熱刺激非常穩(wěn)定，并且可以被制造成在藍(lán)色區(qū)與紫色區(qū)之間較寬的范圍內(nèi)產(chǎn)生光，因此目前氮化物半導(dǎo)體引人注目。因此，已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，以使用這種氮化物半導(dǎo)體開發(fā)以較低功率驅(qū)動(dòng)并產(chǎn)生少量熱的高效、高亮度半導(dǎo)體LED。大量的成本和時(shí)間投入到這一研究中，這對(duì)制造商造成了沉重的負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種通過(guò)防止有源層中的電子偏向p型半導(dǎo)體層來(lái)改善半導(dǎo)體LED的發(fā)光效率的方法。
本發(fā)明還提供了一種以低成本進(jìn)一步簡(jiǎn)單地增大化合物半導(dǎo)體LED的光輸出和穩(wěn)定性的方法，以及使用該方法的化合物半導(dǎo)體LED的驅(qū)動(dòng)單元。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種增大半導(dǎo)體發(fā)光器件的光輸出的方法，包括向包括n型半導(dǎo)體層、有源層和p型半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體發(fā)光器件施加其中正向電壓與反向電壓交替的脈動(dòng)電流。
施加于半導(dǎo)體發(fā)光器件的反向電壓的絕對(duì)值大于0.1V。
優(yōu)選，脈動(dòng)電流的頻率至少為1KHz，且脈動(dòng)電流的占空比(duty ratio)在10％與90％之間的范圍內(nèi)。
施加于半導(dǎo)體發(fā)光器件的反向電壓的絕對(duì)值可以大于正向電壓的絕對(duì)值。在此情況下，反向電壓的大小可以小于半導(dǎo)體發(fā)光器件的擊穿電壓的大小。
脈動(dòng)電流施加在至少兩個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光器件上，其并聯(lián)連接從而具有相反的極性方向。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的驅(qū)動(dòng)單元，包括半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括n型半導(dǎo)體層、有源層和p型半導(dǎo)體層；以及電壓施加單元，其向半導(dǎo)體發(fā)光器件施加其中正向電壓與反向電壓交替的脈動(dòng)電流。
優(yōu)選，施加于半導(dǎo)體發(fā)光器件的反向電壓的絕對(duì)值大于0.1V，且脈動(dòng)電流的頻率至少為1KHz。
優(yōu)選，脈動(dòng)電流的占空比在10％與90％之間的范圍內(nèi)。
施加于半導(dǎo)體發(fā)光器件的反向電壓的絕對(duì)值可以大于正向電壓的絕對(duì)值。在此情況下，反向電壓的大小可以小于半導(dǎo)體發(fā)光器件擊穿電壓的大小。
此時(shí)，半導(dǎo)體發(fā)光器件是氮化物基半導(dǎo)體發(fā)光器件。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的驅(qū)動(dòng)單元，包括包括n型半導(dǎo)體層、有源層和p型半導(dǎo)體層的多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光器件；以及電壓施加單元，其向該多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光器件施加其中正向電壓與反向電壓交替的脈動(dòng)電流。此處，該多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光器件中的至少兩個(gè)并聯(lián)連接，從而具有相反的極性方向。
脈動(dòng)電流的頻率至少為1KHz。
施加于該對(duì)發(fā)光器件的反向電壓的絕對(duì)值基本等于正向電壓的絕對(duì)值。施加于該對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光器件的脈動(dòng)電流的占空比基本為50％。


通過(guò)參照附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯易懂，附圖中圖1為示出傳統(tǒng)化合物半導(dǎo)體LED的層結(jié)構(gòu)的視圖；圖2為說(shuō)明使用DC驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)化合物半導(dǎo)體LED的方法的視圖；圖3為說(shuō)明普通脈動(dòng)電流的參照?qǐng)D；圖4為說(shuō)明使用不包括反向電壓的脈動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體LED的方法的視圖；圖5為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明使用包括反向電壓的脈動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體LED的方法的視圖；圖6為曲線圖，示出施加的脈動(dòng)電流包括反向電壓或不包括反向電壓時(shí)，本發(fā)明半導(dǎo)體LED的光輸出相對(duì)于所施加電壓的大小的變化；圖7為示意性示出能帶的視圖，用于以電子密度變化模型說(shuō)明本發(fā)明的原理；圖8A至8C為示意性示出能帶的視圖，用于以量子限制斯塔克效應(yīng)(quantum confined stark effect；QCSE)模型說(shuō)明本發(fā)明的原理；圖9為曲線圖，示出本發(fā)明半導(dǎo)體LED的光輸出相對(duì)于反向電壓大小的變化；圖10為曲線圖，示出脈動(dòng)電流包括反向電壓或不包括反向電壓時(shí)，本發(fā)明半導(dǎo)體LED的光輸出相對(duì)于脈動(dòng)電流頻率變化的變化；圖11為曲線圖，示出脈動(dòng)電流包括反向電壓或不包括反向電壓時(shí)，半導(dǎo)體LED的光輸出相對(duì)于脈動(dòng)電流占空比變化的變化；以及圖12為示出本發(fā)明半導(dǎo)體LED的驅(qū)動(dòng)單元的視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參照附圖詳細(xì)介紹根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的增大半導(dǎo)體LED光輸出的方法、以及半導(dǎo)體LED驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)和工作。
在試驗(yàn)中，本發(fā)明的發(fā)明人向半導(dǎo)體LED施加了其中正向電壓與反向電壓交替的脈動(dòng)電流，如圖5所示，從而解決上述問(wèn)題。另外，發(fā)明人向同一半導(dǎo)體LED施加了其中僅正向電壓周期性發(fā)生而沒(méi)有反向電壓的脈動(dòng)電流，如圖4所示，從而比較所發(fā)射的光的強(qiáng)度，即光輸出。用于此試驗(yàn)的半導(dǎo)體LED為UV LED燈，其發(fā)射具有402nm波長(zhǎng)的光，且脈動(dòng)電流的占空比為50％。此處，由圖3可見，占空比是指施加正向電壓的時(shí)間a與總周期b的比(a/b)。
作為上述試驗(yàn)的結(jié)果，如圖6所示，在施加其中正向電壓與反向電壓交替的脈動(dòng)電流時(shí)，半導(dǎo)體LED的光輸出得到提高。如圖6所示，以“○”標(biāo)記的曲線(line graph)表示脈動(dòng)電流包括-3V反向電壓時(shí)的光輸出，以“□”標(biāo)記的曲線表示脈動(dòng)電流不包括反向電壓時(shí)的光輸出，以“△”標(biāo)記的曲線表示兩種情況下光輸出的比。由圖6可見，當(dāng)正向電壓為2.9V時(shí)，光輸出在脈動(dòng)電流包括反向電壓時(shí)比在脈動(dòng)電流不包括反向電壓時(shí)改善更多。另外，隨著正向電壓逐漸增大，光輸出緩慢增大。在此情況下，光輸出在脈動(dòng)電流包括反向電壓時(shí)比在脈動(dòng)電流不包括反向電壓時(shí)仍要高。通常，半導(dǎo)體LED由約3.0V至3.2V的電壓驅(qū)動(dòng)。由此，光輸出可以在3.0V至3.2V之間的范圍內(nèi)充分改善。
可以以兩種模型介紹脈動(dòng)電流包括反向電壓時(shí)獲得的半導(dǎo)體LED光輸出的改善效率，即電子密度變化模型和量子限制斯塔克效應(yīng)(QCSE)模型。
圖7示意性示出能帶，用于以電子密度變化模型說(shuō)明本發(fā)明的原理。參照?qǐng)D7，上能帶表示導(dǎo)帶，下能帶表示價(jià)帶。另外，p型半導(dǎo)體層位于能帶的左側(cè)，n型半導(dǎo)體層位于能帶的右側(cè)，有源層位于能帶的中央。如圖7所示，有源層具有多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)。p型半導(dǎo)體層可以由例如GaN:Mg形成，n型半導(dǎo)體層可以由例如GaN:Si形成。在有源層具有MQW結(jié)構(gòu)的情況下，例如，量子阱層可以由InGaN形成，而勢(shì)壘層可以由GaN形成?？梢杂衫鏏lGaN:Mg形成電子阻擋層(EBL)，從而防止電子滲透到p型半導(dǎo)體層中。
在此結(jié)構(gòu)中，在向n型半導(dǎo)體層施加(-)電壓并向p型半導(dǎo)體層施加(+)電壓時(shí)，自n型半導(dǎo)體層激發(fā)的電子越過(guò)導(dǎo)帶的能壘，并經(jīng)有源層向p型半導(dǎo)體層轉(zhuǎn)移。另外，p型半導(dǎo)體層的空穴在價(jià)帶中經(jīng)有源層向n型半導(dǎo)體層轉(zhuǎn)移。此時(shí)，有源層量子阱中的電子躍遷，于是與空穴復(fù)合。結(jié)果，發(fā)射了與導(dǎo)帶和價(jià)帶間的能隙那樣多的光。然而，如前所述，空穴的遷移率遠(yuǎn)低于電子的遷移率，p型半導(dǎo)體層的電導(dǎo)率低。由此，平衡態(tài)下電子的分布密度朝向p型半導(dǎo)體層偏移，如以“I”標(biāo)記的曲線所示。這一現(xiàn)象可以輕易在氮化物基半導(dǎo)體LED中發(fā)生。由此，光未由有源區(qū)的整個(gè)區(qū)域發(fā)射，而是由與p型半導(dǎo)體層的邊界發(fā)射。結(jié)果，內(nèi)量子效率(internal quantum efficiency)降低，其劣化了光輸出。
此處，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方法周期性施加反向電壓時(shí)，如圖7中以“II”標(biāo)記的曲線所示，與脈動(dòng)電流不包括反向電壓的情況相比，平衡態(tài)下電子的分布密度朝向n型半導(dǎo)體層移動(dòng)。這是因?yàn)?，由于施加于n型半導(dǎo)體層的正電壓，電子無(wú)法朝向p型半導(dǎo)體層移動(dòng)，而被吸引向n型半導(dǎo)體層。由此，與脈動(dòng)電流不包括反向電壓的情況相比，光自有源區(qū)的整個(gè)區(qū)域均勻地發(fā)射。結(jié)果，內(nèi)量子效率提高，其改善了光輸出。
圖8A至8C示出能帶，用于以QCSE模型說(shuō)明本發(fā)明的原理。在圖7中，能帶被水平示出。然而，如圖8A所示，由于內(nèi)應(yīng)力和正向電壓導(dǎo)致的自發(fā)極化效應(yīng)(SPE)，能帶由n型半導(dǎo)體層朝p型半導(dǎo)體層大量?jī)A斜。在此情況下，在向n型半導(dǎo)體層施加(-)電壓并向p型半導(dǎo)體層施加(+)電壓時(shí)，發(fā)生以下現(xiàn)象。如圖8A所示，越過(guò)n型半導(dǎo)體層的電子位于量子阱的最下部。類似地，越過(guò)p型半導(dǎo)體層的空穴位于量子阱的最上部。于是，電子行進(jìn)而與空穴復(fù)合的距離變得更長(zhǎng)，由此在電子與空穴之間出現(xiàn)局部分離。此現(xiàn)象稱作“斯塔克效應(yīng)(stark effect)”。結(jié)果，電子與空穴的復(fù)合變得困難，其降低了有源層的內(nèi)量子效率并劣化了光輸出。
在此狀態(tài)下，當(dāng)向n型半導(dǎo)體層施加(+)電壓并向p型半導(dǎo)體層施加(-)電壓時(shí)，如圖8B所示，量子阱底部變水平。由此，在周期性施加反向電壓時(shí)，部分減小了斯塔克效應(yīng)。結(jié)果，電子擺脫量子阱，其允許有源層的內(nèi)量子效率提高并改善光輸出。
根據(jù)電子密度變化模型和QCSE模型的原理，本發(fā)明光輸出增長(zhǎng)率隨正向電壓的增加而減小的原因可以由圖6的試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明。首先，根據(jù)QCSE模型，由n型半導(dǎo)體層轉(zhuǎn)移到有源層的電子數(shù)量隨著電壓增大而增大。如圖8C所示，于是更大數(shù)量的電子存在于有源層的量子阱中。結(jié)果，由量子阱最低部電子位置產(chǎn)生的斯塔克效應(yīng)幾乎被抵銷，其產(chǎn)生了與量子阱底部變水平幾乎相同的效果。另外，根據(jù)電子密度變化模型，當(dāng)由n型半導(dǎo)體層轉(zhuǎn)移到有源層的電子數(shù)量增大時(shí)，將被反向電壓移動(dòng)的電子的數(shù)量增大。由此，圖7的Δx的大小變得更小。因此，不能充分改善光輸出。
另外，根據(jù)電子密度變化模型和QCSE模型的原理，可以適當(dāng)?shù)亟忉屢韵聦?shí)驗(yàn)的結(jié)果。
圖9為示出半導(dǎo)體LED的光輸出相對(duì)于反向電壓大小的變化的曲線圖。此處，正向電壓的大小固定為3V，脈動(dòng)電流的頻率為1MHz，脈動(dòng)電流的占空比為50％。半導(dǎo)體LED的光輸出通過(guò)將反向電壓的大小由0V變化至-5V而測(cè)量。結(jié)果，由圖9可見，半導(dǎo)體LED的光輸出隨著反向電壓的大小的增大而增大。根據(jù)電子密度變化模型，反向電壓大小的增大使得朝向n型半導(dǎo)體層作用在電子上的力增大。由此，電子的分布密度朝向有源層的中心移動(dòng)。結(jié)果，光進(jìn)一步由有源層的整個(gè)區(qū)域均勻射出，其改善了光輸出。另外，根據(jù)QCSE模型，隨著反向電壓增大，量子阱底部變得更水平。由此，斯塔克效應(yīng)的減小幅度增大。結(jié)果，可以改善有源層的內(nèi)量子效率和光輸出。
如上所述，半導(dǎo)體LED的光輸出隨著反向電壓大小的增大而增大。由此，根據(jù)本發(fā)明，大于至少0.1V的反向電壓得以周期性地施加，從而增大半導(dǎo)體LED的光輸出。另外，如圖6所示，光輸出的增長(zhǎng)率隨正向電壓的增大而減小。于是，在此情況下，反向電壓絕對(duì)值的大小可以設(shè)置為大于正向電壓絕對(duì)值的大小，從而克服光輸出增長(zhǎng)率的減小。然而，反向電壓的大小不得大于半導(dǎo)體LED的擊穿電壓。由于半導(dǎo)體LED的擊穿電壓通常為約-20V，所以最大反向電壓可以為約-20V。
圖10為曲線圖，示出在脈動(dòng)電流包括反向電壓或不包括反向電壓時(shí)，半導(dǎo)體LED的光輸出相對(duì)于脈動(dòng)電流頻率變化的變化。此處，以“○”標(biāo)記的曲線表示脈動(dòng)電流包括-3V反向電壓時(shí)的光輸出，以“□”標(biāo)記的曲線表示脈動(dòng)電流不包括反向電壓(最小電壓為0V)時(shí)的光輸出。正向電壓固定為3.1V，占空比為50％。如圖10所示，當(dāng)脈動(dòng)電流頻率為1KHz時(shí)，半導(dǎo)體LED的光輸出僅增大一點(diǎn)。然而，光輸出的增長(zhǎng)率隨脈動(dòng)電流頻率的增大而增大。這種現(xiàn)象可以用以下原因來(lái)說(shuō)明，該原因是在一個(gè)周期變得更長(zhǎng)時(shí)有源層中電子分布的重排變得與一般的DC等同。
圖11為曲線圖，示出在脈動(dòng)電流包括反向電壓或不包括反向電壓時(shí)，半導(dǎo)體LED的光輸出相對(duì)于脈動(dòng)電流占空比的變化。此處，以“○”標(biāo)記的曲線表示脈動(dòng)電流包括-3V反向電壓時(shí)的光輸出，以“□”標(biāo)記的曲線表示脈動(dòng)電流不包括反向電壓(最小電壓為0V)時(shí)的光輸出。正向電壓固定為3.1V，脈動(dòng)電流的頻率為1MHz。由圖11可見，在占空比較小時(shí)，光輸出的增長(zhǎng)率增大。在占空比較大時(shí)，光輸出的增長(zhǎng)率減小。當(dāng)占空比增大時(shí)，在一個(gè)周期期間，正向電流的量增大，而反向電流的量減小。因此，當(dāng)占空比大時(shí)，由n型半導(dǎo)體層向有源層轉(zhuǎn)移的電子數(shù)量增大，但n型半導(dǎo)體層中電子再分布從而在有源層中均勻分布電子所需的時(shí)間不充足。然而，當(dāng)占空比小時(shí)，由n型半導(dǎo)體層向有源層轉(zhuǎn)移的電子數(shù)量較小，n型半導(dǎo)體層中電子再分布從而在有源層中均勻分布電子所需的時(shí)間充足。結(jié)果，光輸出極大增加。因此，施加于半導(dǎo)體LED的脈動(dòng)電流的占空比優(yōu)選在10％至90％的范圍內(nèi)。
已經(jīng)詳細(xì)介紹了本發(fā)明的原理和根據(jù)本發(fā)明原理的半導(dǎo)體LED光輸出的增大。根據(jù)詳細(xì)介紹，在本發(fā)明中，光輸出可以在不改變半導(dǎo)體LED結(jié)構(gòu)的情況下極大地增大。然而，在向半導(dǎo)體LED施加反向電壓時(shí)不發(fā)光。由此，在總時(shí)間上光輸出可被視作下降。
圖12示出本發(fā)明半導(dǎo)體LED的驅(qū)動(dòng)單元。如圖12所示，半導(dǎo)體LED的驅(qū)動(dòng)單元包括至少兩個(gè)半導(dǎo)體LED，即第一和第二半導(dǎo)體LED D1和D2，且包括電壓施加單元，其向兩個(gè)半導(dǎo)體LED施加其中正向電壓與反向電壓交替的脈動(dòng)電流。此處，兩個(gè)LED并聯(lián)連接，使得其極性方向彼此相反。
在此結(jié)構(gòu)中，在電壓施加單元產(chǎn)生正電壓時(shí)，第一半導(dǎo)體LED D1發(fā)光。此處，向第二半導(dǎo)體LED D2施加反向電壓，于是有源層中的電子重排。根據(jù)QCSE模型，有源層中的量子阱變水平。其后，在電壓施加單元產(chǎn)生負(fù)電壓時(shí)，第二半導(dǎo)體LED D2發(fā)光。此處，向第一半導(dǎo)體LED D1施加反向電壓，由此有源層中的電子再布置。類似地，根據(jù)QCSE模型，有源層中的量子阱變水平。在本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元中，兩半導(dǎo)體LED交替發(fā)光。由此，在整個(gè)時(shí)間上，光輸出增大。然而，在此情況下，優(yōu)選正向電壓具有與反向電壓相同的大小，占空比為50％，使得兩個(gè)半導(dǎo)體LED產(chǎn)生相同的光輸出。
如上所述，在使用脈動(dòng)電流增大半導(dǎo)體LED光輸出的方法和使用該方法的半導(dǎo)體LED的驅(qū)動(dòng)單元中，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)施加相同的電流時(shí)，可以極大地增大光輸出而不根本上改變半導(dǎo)體LED的結(jié)構(gòu)。由此，使用施加根據(jù)本發(fā)明的電壓的方法可明顯改善半導(dǎo)體LED的發(fā)光效率。另外，與持續(xù)流過(guò)連續(xù)電流的情況相比，半導(dǎo)體LED周期性關(guān)閉。由此，降低了由半導(dǎo)體LED產(chǎn)生的熱量。結(jié)果，可以極大改善半導(dǎo)體LED的穩(wěn)定性。
另外，由于向半導(dǎo)體LED施加脈動(dòng)電流，所以在使用家用AC時(shí)，無(wú)需使用交流(AC)-DC轉(zhuǎn)換器。另外，由半導(dǎo)體LED產(chǎn)生的熱量小。由此，在半導(dǎo)體LED應(yīng)用于大容量顯示裝置的情況下，可以獲得更高的發(fā)光效率。
已經(jīng)主要介紹了諸如LED的半導(dǎo)體LED，但本發(fā)明的原理還可應(yīng)用于固態(tài)發(fā)光技術(shù)。
雖然已參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例具體示出和介紹了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，可以在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的基礎(chǔ)上對(duì)其形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行各種改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種增大半導(dǎo)體發(fā)光器件的光輸出的方法，包括向包括n型半導(dǎo)體層、有源層和p型半導(dǎo)體層的該半導(dǎo)體發(fā)光器件施加其中正向電壓與反向電壓交替的脈動(dòng)電流。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中施加于該半導(dǎo)體發(fā)光器件上的該反向電壓的絕對(duì)值大于0.1V。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中該脈動(dòng)電流的頻率為至少1KHz。
4.如權(quán)利要求1的方法，其中該脈動(dòng)電流的占空比在10％與90％之間的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1的方法，其中施加于該半導(dǎo)體發(fā)光器件上的該反向電壓的絕對(duì)值大于該正向電壓的絕對(duì)值。
6.如權(quán)利要求5的方法，其中該反向電壓的大小小于該半導(dǎo)體發(fā)光器件的擊穿電壓的大小。
7.如權(quán)利要求1的方法，其中脈動(dòng)電流施加在至少兩個(gè)并聯(lián)連接從而具有相反極性方向的半導(dǎo)體發(fā)光器件上。
8.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的驅(qū)動(dòng)單元，包括半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括n型半導(dǎo)體層、有源層和p型半導(dǎo)體層；以及電壓施加單元，其向該半導(dǎo)體發(fā)光器件施加其中正向電壓與反向電壓交替的脈動(dòng)電流。
9.如權(quán)利要求8的驅(qū)動(dòng)單元，其中施加于該半導(dǎo)體發(fā)光器件的該反向電壓的絕對(duì)值大于0.1V。
10.如權(quán)利要求8的驅(qū)動(dòng)單元，其中該脈動(dòng)電流的頻率為至少1KHz。
11.如權(quán)利要求8的驅(qū)動(dòng)單元，其中該脈動(dòng)電流的占空比在10％與90％之間的范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求8的驅(qū)動(dòng)單元，其中施加于該半導(dǎo)體發(fā)光器件的該反向電壓的絕對(duì)值大于該正向電壓的絕對(duì)值。
13.如權(quán)利要求12的驅(qū)動(dòng)單元，其中該反向電壓的大小小于該半導(dǎo)體發(fā)光器件的擊穿電壓的大小。
14.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的驅(qū)動(dòng)單元，包括多個(gè)包括n型半導(dǎo)體層、有源層和p型半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體發(fā)光器件；以及電壓施加單元，其向該多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光器件施加其中正向電壓與反向電壓交替的脈動(dòng)電流，其中該多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光器件中的至少兩個(gè)并聯(lián)連接從而具有相反的極性方向。
15.如權(quán)利要求14的驅(qū)動(dòng)單元，其中該脈動(dòng)電流的頻率為至少1KHz。
16.如權(quán)利要求14的驅(qū)動(dòng)單元，其中施加于該半導(dǎo)體發(fā)光器件上的該反向電壓的絕對(duì)值基本上等于該正向電壓的絕對(duì)值。
17.如權(quán)利要求14的驅(qū)動(dòng)單元，其中施加于該半導(dǎo)體發(fā)光器件的該脈動(dòng)電流的占空比基本上為50％。
全文摘要
本發(fā)明涉及增大半導(dǎo)體發(fā)光器件的光輸出的方法及該器件的驅(qū)動(dòng)單元。該方法包括向包括n型半導(dǎo)體層、有源層和p型半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體發(fā)光器件施加其中正向電壓與反向電壓交替的脈動(dòng)電流。該驅(qū)動(dòng)單元包括半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括n型半導(dǎo)體層、有源層和p型半導(dǎo)體層；以及電壓施加單元，其向半導(dǎo)體發(fā)光器件施加其中正向電壓與反向電壓交替的脈動(dòng)電流。本發(fā)明的方法可增大半導(dǎo)體發(fā)光器件的光輸出。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1697203SQ20041010371
公開日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2004年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月12日
發(fā)明者趙濟(jì)熙 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社