LED發(fā)光原理與顯示屏的制造

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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,*,LED,工,工,藝,藝,簡,簡,介,介,1,LED,LED的芯片結(jié)構(gòu),LED的發(fā)光原理,LED的工藝流程,2,LED,的,的,內(nèi),內(nèi),部,部,是,是,什,什,么,么,？,？,3,1.LED,芯,芯,片,片,N,型,型,氮,氮,化,化,物,物,半,半,導(dǎo),導(dǎo),體,體

2、,層,層,P,型,型,氮,氮,化,化,物,物,半,半,導(dǎo),導(dǎo),體,體,層,層,發(fā),光,光,層,層,發(fā),光,光,層,層,透,明,明,電,電,極,極,透,明,明,電,電,極,極,P,側(cè),側(cè),電,電,極,極,板,板,P,側(cè),側(cè),電,電,極,極,板,板,N,側(cè),側(cè),電,電,極,極,板,板,N,側(cè),側(cè),電,電,極,極,板,板,V,電,電,極,極LED,芯,芯,片,片,L,電,電,極,極LED,芯,芯,片,片,4,LED,是,是,如,如,何,何,發(fā),發(fā),光,光,的,的,？,？,5,2.LED,發(fā),發(fā),光,光,原,原,理,理,E,F,V,D,形,成,成,結(jié),結(jié),空,間,間,電,電,荷,荷,區(qū),區(qū),p,型,型

3、,n,型,型,自,由,由,電,電,子,子,空,穴,穴,E,F,V,D,-,V,形,成,成,結(jié),結(jié),空,間,間,電,電,荷,荷,區(qū),區(qū),p型,n型,自由電子,空穴,正向電壓,+,光、熱,導(dǎo)帶,禁帶,價(jià)帶,V,D,：擴(kuò)散電位,未施加外電,壓,壓的平衡狀,態(tài),態(tài),施加p型為,正,正、n型為,負(fù),負(fù)的電壓后,發(fā)光層,6,參考文獻(xiàn)：,LED照,明,明設(shè)計(jì)與應(yīng),用,用作者：(日)LED照明推進(jìn),協(xié),協(xié)會|譯者:李農(nóng)/,楊,楊燕,為什么LED會發(fā)不同,顏,顏色的光？,7,LED發(fā)光,波,波長取決于,什,什么因素,發(fā)光波長取,決,決于,禁帶寬度：,=1240/Eg(nm),可見光的,波,波長范,圍：380nm

4、-800,nm，對,應(yīng),應(yīng)的禁帶,寬度約3.31.6eV,通過形成,混,混晶可,以實(shí)現(xiàn)發(fā),光,光波長,的連續(xù)變,化,化。,8,參考文獻(xiàn),：,：Introduction toNitrideSemiconductor BlueLasers and LightEmitting Diodes,混晶的發(fā),光,光波長,9,用不同顏,色,色及數(shù)目LED加,熒,熒光粉所,做,做成的白,光,光LED,的,的優(yōu)點(diǎn)及,缺,缺點(diǎn),10,LED,發(fā)光管是,怎,怎樣“練,”,”成的,Sapphire,藍(lán),藍(lán)寶石,11,LED生,產(chǎn),產(chǎn)流程圖,基板（襯,底,底,）,磊晶制程,磊晶片,清洗,蒸鍍,光刻作業(yè),化學(xué)刻蝕,熔合,研

5、磨,切割,單晶爐、,切,切片機(jī),磨片機(jī)、,拋,拋光機(jī),外延爐（MOCVD）,清洗機(jī)、,烘,烘箱,蒸鍍機(jī)/,電,電子槍,烘烤 上,光,光阻,照相曝光,顯,顯影,刻蝕機(jī),減薄機(jī),清洗機(jī),切割機(jī)、,清,清洗機(jī)、,甩,甩干機(jī),測試,探針測試,臺,臺,顆粒度檢,測,測儀,封裝,12,MOCVD外延,藍(lán)寶石,緩沖層,N-GaN,p-GaN,MQW,MOCVD是金屬,有,有機(jī)化合,物,物化學(xué)氣,相,相淀積(Metal-organic Chemical VaporDePosition),的,的英文縮,寫,寫,MOCVD技術(shù)具,有,有下列優(yōu),點(diǎn),點(diǎn):,(l)適,用,用范圍廣,泛,泛，幾乎,可,可以生長,所,所有

6、化合,物,物及合金,半,半導(dǎo)體;,(2)非,常,常適合于,生,生長各種,異,異質(zhì)結(jié)構(gòu),材,材料;,(3)可,以,以生長超,薄,薄外延層,，,，并能獲,得,得很陡的,界,界面過渡;,(4)生,長,長易于控,制,制;,(5)可,以,以生長純,度,度很高的,材,材料;,(6)外,延,延層大面,積,積均勻性,良,良好;,(7)可,以,以進(jìn)行大,規(guī),規(guī)模生產(chǎn),。,。,13,清洗,有機(jī)物,金屬離子,清洗：通,過,過有機(jī)溶,劑,劑的溶解,作,作用，結(jié),合,合超聲波,清,清洗技術(shù),去,去除硅片,表,表面的有,機(jī),機(jī)雜質(zhì)和,金,金屬離子,。,。,主要溶劑,有,有：H,2,SO,4,溶液、H,2,O,2,溶液、氫

7、,氟,氟酸溶液,、,、鹽酸、NH,4,OH等,14,n區(qū)光刻,正性光刻,膠,膠,光刻掩膜板,紫外線,顯影,光刻的目,的,的就是在,芯,芯片或金,屬,屬薄膜上,刻,刻蝕出與,掩,掩模板完,全,全對應(yīng)的,集,集合圖形,，,，從而實(shí),現(xiàn),現(xiàn)選擇性,擴(kuò),擴(kuò)散和金,屬,屬薄膜不,限,限的目的,。,。,1、光刻,膠,膠：正膠,和,和負(fù)膠,2、曝光,：,：光學(xué)曝,光,光就可分,為,為接觸式,、,、接近式,、,、投影式,、,、直接分,步,步重,復(fù)觸式，,此,此外，還,有,有電子束,曝,曝光和X,射,射線曝光,等,等。,3、顯影,：,：濕法去,膠,膠，非金,屬,屬用濃硫,酸,酸去膠，,金,金屬用有,機(jī),機(jī)溶劑去

8、,膠,膠。,干法去膠,，,，等離子,去,去膠和紫,外,外光分解,去,去膠。,15,刻蝕,光刻膠,刻蝕技術(shù),濕法,干法,化學(xué)刻蝕,電解刻蝕,離子束濺,射,射刻蝕（,物,物理作用,）,）,等離子體,刻,刻蝕（化,學(xué),學(xué)作用）,反應(yīng)離子,刻,刻蝕（物,理,理化學(xué)作,用,用）,16,去膠,強(qiáng)氧化劑或等離子體,光刻膠,濕法去,膠,膠：非,金,干法去膠：等離子去膠和紫外光分解去膠。,17,P區(qū)透,明,明導(dǎo)電,層,層,氧化銦,錫,錫,氧化銦,錫,錫(ITO)主要,的,的特性,是,是其電,學(xué),學(xué)傳導(dǎo),和,和光學(xué),透,透明的,組,組合。,氧化銦,錫,錫薄膜,最,最通常,是,是用電,子,子束蒸,發(fā),發(fā)、物,理,理

9、氣相,沉,沉積、,或,或者一,些,些濺射,沉,沉積技,術(shù),術(shù)的方,法,法沉積,到,到表面,。,。,光刻膠,刻蝕,去膠,18,N電極,光,光刻,光刻膠,19,N電極,蒸,蒸發(fā),金屬分,子,子,歐姆接,觸,觸電極,的,的方法,主,主要有:,(1),液,液體金,屬,屬法;,(2),燒,燒滲合,金,金法;,(3),化,化學(xué)鍍,鎳,鎳法;,(4),噴,噴涂法;,(5),物,物理蒸,發(fā),發(fā)法。,剝離,20,N退火,N,2,退火,將,將工件,加,加熱到,適,適當(dāng)溫,度,度，根,據(jù),據(jù)材料,和,和工件,尺,尺寸采,用,用不同,的,的保溫,時(shí),時(shí)間，,然,然后進(jìn),行,行緩慢,冷,冷卻(,冷,冷卻速,度,度很慢)

10、，目,的,的是使,材,材料內(nèi),部,部組織,達(dá),達(dá)到或,接,接近平,衡,衡狀態(tài),，,，獲得,良,良好的,工,工藝性,能,能和使,用,用性能,。,。,21,P壓焊,點(diǎn),點(diǎn)光刻,P壓焊,點(diǎn),點(diǎn)的制,作,作,P壓焊點(diǎn)蒸,發(fā),發(fā),P壓焊點(diǎn)剝,離,離,22,鈍化層沉積,為了使芯片,的,的有效壽命,趨,趨于體壽命,，,，我們要盡,量,量減少表面,壽,壽命的影響,，,，為此我們,使,使用表面鈍,化,化的方法，,通,通常的鈍化,方,方法有熱處,理,理，化學(xué)鈍,化,化以及硅片,表,表面電荷沉,積,積等方法。,23,鈍化層光刻,24,鈍化層刻蝕,25,鈍化層去膠,26,檢驗(yàn),27,減薄,28,劃片,29,裂片,30

11、,劃片,裂片,工,工作流程圖,劃片前晶片,背,背面,劃片后背面,劃片后,側(cè),視,視圖,裂片后,側(cè),視,視圖,31,測試分檢,32,LED:Whatsinside?,電極,LED芯片,透明環(huán)氧樹,脂,脂圓頂,金線,有反射碗,的陰極桿,設(shè)計(jì),生長加工封裝檢測,封裝好的LED,LED的組,成,成部分,工藝流程:,33,問題：,我們研究LED的突破,口,口和關(guān)鍵點(diǎn),在,在哪兒？,34,發(fā)展階段,年份,發(fā)展進(jìn)程,發(fā)光效率,（lm/w）,應(yīng)用領(lǐng)域,指,示,應(yīng),用,1962,GaAsP紅光LED（樣品）,30,2005,InGaAlPGaAs、InGaNSiC彩色LED,50,2007-2009,功率級白光

12、LED,100,35,我的幾點(diǎn)設(shè),想,想：,1.MQW,（,（多重量子,阱,阱）摻磁性,納,納米粒子雜,質(zhì),質(zhì)提高,發(fā)光效率。,摻入磁性納,米,米粒子會怎,樣,樣？,36,2.大功率,白,白光LED,的,的發(fā)光面積,擴(kuò),擴(kuò)大。,37,3.LED,顯,顯示屏的制,造,造。,三星公司出,品,品的40英,寸,寸OLED,電,電視原型機(jī),是否可以小,型,型化？,38,能否將三基,色,色LED小,型,型化并,將其集成到,一,一塊襯底上,？,？,39,總結(jié),一是做小,尺,尺寸小,二是做大,功,功率大,三是做快,散,散熱快,四是做低,成,成本低,五是獨(dú)立,集,集成,40,參考,文,文獻(xiàn),1、,LED,照,照明,設(shè),設(shè)計(jì),與,與應(yīng),用,用,作,作者,：,：,(日)LED,照,照明,推,推進(jìn),協(xié),協(xié)會|譯,者,者:,李,李農(nóng)/,楊,楊燕,。,。,2、,IntroductiontoNitrideSemiconductorBlueLasersandLightEmittingDiodes,。,。,3、,半,導(dǎo),導(dǎo)體,器,器件,工,工藝,原,原理,黃,漢,漢堯,等,等,編,編。,4、,半,導(dǎo),導(dǎo)體,器,器件,原,原理,傅,傅興,華,華,編,編。,