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實現(xiàn)無熒光粉的單芯片白光發(fā)光二極管

作者: 時間:2011-09-05 來源:網(wǎng)絡 收藏
固態(tài)照明工程中占有重要的地位,在未來5-10年將逐步取代傳統(tǒng)的照明燈具,成為節(jié)能、環(huán)保的新型光源。與傳統(tǒng)的光源(白熾燈,日光燈,鹵素燈等)相比,光源具有許多優(yōu)點,如長壽命,體積小,低功耗,低環(huán)境污染,高電光轉換效率,適用性好和使用安全等。隨著GaN基III- V族化合物技術的發(fā)展和藍光LED的實現(xiàn),人們已經(jīng)可以獲得實現(xiàn)的三基色。通常情況下,獲得發(fā)光二極管的方法有:1)藍光發(fā)光二極管+ 黃色;2)多芯片組合,即將紅,綠,藍三個管芯結合在一起;3)光子循環(huán)實現(xiàn)發(fā)光方式;4)同一襯底上生長不同發(fā)光波長量子阱方式。但是上述幾種獲得白光的方式技術復雜、制作成本高、存在很多需要克服的困難,因此人們一直致力于實現(xiàn)能夠避開這些問題的單芯片白光發(fā)光器件,并從理論上預言這種器件的可行性。然而,盡管GaN基的藍、綠光發(fā)光二極管的技術日益成熟和商品化,實現(xiàn)單芯片白光發(fā)光成為科學家的夢想。2006年,來自臺灣地區(qū)的物理所陳弘研究組采用InGaN的應力調制層,實現(xiàn)了對InGaN/GaN多量子阱的應力調制和控制,成功研制出單芯片白光發(fā)光器件。此方法不需要,也不需要增加復雜的控制電路,制備過程與普通發(fā)光二極管相似。在常規(guī)的注入電流下(20mA-60mA),白光的顯色指數(shù)幾乎不變。圖一展示了不同注入電流下發(fā)光顏色的變化。

實現(xiàn)無熒光粉的單芯片白光發(fā)光二極管

圖二、發(fā)光二極管InGaN/GaN 有源區(qū)透射電子顯微鏡截面圖片

電致熒光譜研究表明在低電流下LED發(fā)射黃光。隨著電流增加大于20mA,藍光強度逐漸增加,出射光也逐漸由偏黃光過渡到白光。透射電子顯微鏡截面圖顯示在InGaN 量子阱中形成了大量的富In量子點。在低注入電流的時候,載流子先被富In量子點俘獲發(fā)出黃光,隨著電流增加,量子點之外的量子阱區(qū)域開始俘獲載流子,輻射復合之后發(fā)射出藍光,藍光與黃光混合產生白光。



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