藍(lán)光LED量子效率與注入電流關(guān)系的研究.pdf

1、大功率白光 LED具有高光效、低功耗、壽命長(zhǎng)和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于全彩LED顯示屏、LCD背光源、景觀照明等領(lǐng)域,在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)將進(jìn)入通用照明領(lǐng)域成為主流照明光源。照明用白光LED器件最佳的解決方案是藍(lán)光LED激發(fā)黃色(或綠色+紅色)熒光材料,其核心器件就是InGaN/GaN藍(lán)光LED。目前亟待解決的藍(lán)光 LED芯片的大功率工作性能是國(guó)際學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界關(guān)心的首要問(wèn)題。單個(gè) LED器件功率和工作電流不斷增加的同時(shí),卻存在發(fā)光效率與

2、注入電流的矛盾,即在大電流密度(>30A/cm2)注入時(shí)會(huì)出現(xiàn)量子效率衰落的現(xiàn)象。
　　LED量子效率與電流關(guān)系特性是衡量其大功率性能的重要標(biāo)準(zhǔn),本文提出了研究這一特性的測(cè)試方案,通過(guò)不同注入電流下光強(qiáng)的測(cè)試來(lái)比較量子效率的相對(duì)變化。采用脈沖電流驅(qū)動(dòng)LED,控制占空比以保證相同的平均電流來(lái)檢測(cè)LED的平均光輸出與峰值電流的關(guān)系。在此基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)制作了 LED量子效率測(cè)試系統(tǒng)的硬件電路,電路采用光電二極管作為光電傳感器,以單片機(jī)為

3、核心控制器,進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場(chǎng)控制,將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)USB總線傳輸給計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)以Broland C++Builder6.0作為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái),設(shè)計(jì)了用戶界面,實(shí)現(xiàn)了對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析計(jì)算、實(shí)時(shí)顯示及存儲(chǔ)功能。
　　本文對(duì)藍(lán)光LED相對(duì)量子效率與注入電流關(guān)系曲線的測(cè)試結(jié)果和理論分析揭示了LED器件內(nèi)部的無(wú)輻射復(fù)合機(jī)制,通過(guò)LED效率-電流曲線實(shí)驗(yàn)值與俄歇復(fù)合的預(yù)期理論值擬合的偏差發(fā)現(xiàn),量子效率衰落同時(shí)由俄歇復(fù)合及其產(chǎn)生的熱電子從發(fā)光