Влияние разброса значений электрических параметров RGB-светодиодов на однородность свечения светодиодных экранов при минимальной градации яркости

Abstract

Рассмотрены проблемы неоднородности свечения светодиодных RGB-экранов при низких, минимальных градациях яркости, вызванные неоднородностью свечения светодиодов. Установлено, что наибольший разброс значений электрических параметров отдельных RGB-светодиодов (FM-Z3535RGBW) имеют структуры синего цвета излучения In₀,₂Ga₀,₈N/GaN. Подтвержден технический предел улучшения качества светодиодных экранов — возможность уменьшения длительности нагрузок до 6—8 нс на светодиод.

Розглянуто проблеми неоднорідності свічення світлодіодних RGB-екранів при низьких, мінімальних градаціях яскравості, що спричинені неоднорідністю свічення світлодіодів. Встановлено, що найбільший розкид електричних параметрів окремих RGB-світлодіодів (FM-Z3535RGBW) мають структури синього кольору випромінювання InIn₀,₂Ga₀,₈N/GaN. Вивчено розкид електричних параметрів окремих структур RGB-світлодіодів. Підтверджено технічну межу покращення якості світлодіодних екранів — можливість зниження тривалості навантажень до 6—8 нс на світлодіод.

The emission uniformity of LED chips in the entire range of brightness and colors is the problem in LED displays manufacture process. It was approved that at lowering brightness gradations appearing the radiation nonuniformity between LED chips, and the higher disorders will be seen on the lesser emission levels. The RGB LED chips, observed by us, were based on AlGaInP (red), In₀.₃Ga₀.₇N/GaN (green), and InIn₀,₂Ga₀,₈N/GaN (blue) and had nominal working current 20 mA. Analysis of the current-voltage characteristics and capacitance-voltage characteristics showed the presence of inhomogeneous semiconductor junctions and ohmic contacts in blue LEDs structures that are the source of possible irregularities in the final emission of LED displays. The variation of voltages (at current 10 mA) were 2.81—2.98 V for blue structures, and 1.9—2.0 V for red ones. Some of the blue structures had additional parasite current-flow mechanism at low current. Rise time and fall time of electroluminescence pulse of blue structures were measured. The shortest LED pulse time in LED displays is limited by duration of 6—8 ns. The quality of LED displays may be improved by implementating the preliminary control of LED chips in a narrower range of voltage variation at operating currents, or more narrow interval of I—V variation. This additional LEDs sorting will of course reduce the percentage of the total amount of light-emitting diodes, but may improve the image (video, photo) quality at translations by using a lower brightness gradations.