發(fā)光二極管的壽命評價及可靠性研究.pdf

1、隨著發(fā)光二極管(LED)廣泛應用于顯示屏、交通信號燈、汽車用燈、液晶背光源、燈飾和照明光源等領域，其可靠性測試研究已成為當前的熱點問題。如何延長LED的使用壽命，提高LED的可靠性，增大其發(fā)光功率一直是人們不懈的努力和追求的目標，高可靠性、長壽命也是將來半導體照明全面普及的前提。 然而，對LED進行壽命評價和可靠性研究的比較全面系統(tǒng)的工作尚不多見，本論文針對我實驗室LED的研發(fā)進行綜合全面系統(tǒng)的壽命評價和可靠性研究，詳細介紹了進

2、行壽命試驗的方法、外推壽命的理論模型、影響LED壽命的熱特性和常見的失效機理。本論文主要從以下幾方面展開了可靠性的研究工作： 1.LED現(xiàn)狀：簡單介紹了LED的發(fā)展歷程、發(fā)光原理、應用前景和國內(nèi)外研發(fā)生產(chǎn)現(xiàn)狀。 2.可靠性研究方法：論述了LED壽命評價和可靠性研究中常用的一些基本概念和理論依據(jù)，詳細介紹了以溫度為應力的加速壽命試驗進行外推壽命時使用的數(shù)學模型——Arrhenius模型。 3.新型紅光LED加速壽命

3、試驗：對實驗室研發(fā)的新型隧道再生AlGaInPLED進行了加速壽命試驗，介紹了詳細的試驗過程，20mA下，該LED在80℃和100℃環(huán)境溫度下的壽命分別為9550h和5440h，根據(jù)Arrhenius模型推算出該LED在正常使用條件(20mA，25℃)下的壽命為79525小時，并分析幾種可能的失效機理，提出幾種改善措施。 4.LED的熱特性分析：分析結(jié)溫對LED器件性能的影響，包括結(jié)溫對光通量的影響、結(jié)溫對電壓的影響、結(jié)溫對波長

4、的影響以及結(jié)溫對壽命的影響；采用一種測量LED結(jié)溫的新方法，即雙芯片結(jié)構(gòu)測量了單有源區(qū)和隧道再生多有源區(qū)LED器件的結(jié)溫曲線和熱阻，單有源區(qū)LED熱阻的平均值為0.302℃/mW，隧道再生雙有源區(qū)LED熱阻的平均值為0.277℃/mW，對比二者的結(jié)溫和熱阻，介紹了減少溫升效應的對策。 5.大功率GaN基LED的可靠性研究：介紹了大功率GaN基LED的應用情況，對比南韓產(chǎn)藍光LED和新世紀產(chǎn)藍光LED分別做了溫度應力下的加速壽命試