高亮度发光二极管热特性及可靠性(精)

1、高亮度发光二极管热特性及可靠性发光二极管 (Light Emitting Diode, LEDs)自诞生以来 , 以其良好的发光特性 , 迅速成为半导体领域的研究热点。近几年, 随着 LED器件性能的不断提高 ,LED 越来越广泛的应用于生产生活的各个方面 , 器件的可靠性成为至关重要的问题。由于 LED是将电能直接转化为光能的电致发光器件 , 伴随发光而产生大量的热能是导致 LED失效和光衰的主要原因所在。对于大功率 LED,由于功率密度较高 , 其热特性和温度特性的研究尤为重要。本课题得到了国家高技术研究发展计划 (863 计划 ) 资助项目 ( 课题编号 :No 2009AA03A1A3

2、,No2008AA03A192 及)国家科技重大专项项目 (2008ZX10001-014), 科技部技术创新基金项目(No:09C26221100138)资助。论文针对 LED的热特性及温度可靠性展开了研究 ,着重研究了器件的低温特性对应用的影响及 GaP电流扩展层厚度对器件寿命的影响。具体研究内容如下 :1). 利用正向压降法对 1W红光、 1W蓝光和 1W白光LED进行了结温和热阻特性的研究。当电流由 100mA升至 1A 时, 器件结温与电流的变化基本呈线性关系 , 热阻变化不大 , 同时测量了电流变化过程中器件主要的光电参数 , 并详细分析了其变化趋势的内在机理及对应用的影响。 2)

3、. 对功率LED的高低温特性进行了研究 , 在低温条件下对 LED的主要光参数进行了在线测量 , 给出了 LED的各项性能参数曲线。在低温条件下 ,LED 的相对光强要比在室温条件下高 , 但低温导致正向电压升高 , 波长发生蓝移 , 对于照明应用的白光 LED 显色指数也会下降 3). 以温度加速应力和电流加速应力分别对实验室研制的小功率 AlGaInP 红光 LED进行了老化实验。在 80,20mA 的条件下 , 经过 1000 小时老化试验 , 芯片尺寸为 300 m300 m 的器件光通量退化约 1.09% , 芯片尺寸为 200 m200 m 的器件光通量退化约为 1.28%,外推这

4、两种器件在 25,20mA 下寿命分别为 76602 小时和 64694 小时 , 在这里器件的失效判据为光通量衰减超过 10%。并详尽阐述了 LED的几种失效机理。 4). 对实验室研制的 GaP为电流扩展层的红光 LED进行了寿命可靠性研究 , 对生长不同 GaP厚度的器件进行大电流加速寿命对比试验 , 在 90mA电流下老化 1800 小时后 ,GaP 层厚度为 8 m 的器件辐射功率退化 9.1%10.7%,GaP层厚度为 12 m 的器件辐射功率退化2.12%3.4%。但是器件的寿命可靠性并不能随着电流扩展层的加厚而持续升高 , 当 GaP层过厚时 , 外延薄膜质量变差 , 晶格失配

5、率升高 , 对器件的寿命可靠性会带来负面影响。同主题文章1.王可畏 , 彭朝晖 . 半导体功率型 LED应用热阻的研究 J. 武汉职业技术学院学报 ( 综合版 ). 2007.(01)2.徐元斌 .耐高温集成电路的研制 J.半导体技术 . 1999.(03)3.叶炎钟 , 郑晓东 , 刘旭 , 李海峰 . 基于相对辐射强度的非接触式 LED结温测量法 J. 光电子 . 激光 . 2009.(08)4.雷建龙 .单片机系统中减少功耗的几个实用技巧 J.世界电子元器件 . 2003.(10)5.夏应清 , 罗建川 , 刘守印 , 徐洪波 , 彭新生 . LED 实时汉字显示系统的设计与实现 J.

6、华中师范大学学报 ( 自然科学版 ). 1999.(02)6.刘卫东 . PS1008 型单片机用于 LED利率屏 J. 情报指挥控制系统与仿真技术 . 1999.(08)7.杨超 , 张晨 , 应朝龙 . 只用两条信号线的 4 位 LED数码显示板 J. 现代显示 . 1999.(04)8.孙以材 , 刘东升 , 高应战 , 祝彦 .压力传感器的 LED排光柱显示装置 J. 电子产品世界 . 2000.(01)9.范海富 , 张瑞 .一种大屏幕 LED显示系统的设计 J.电气传动自动化 . 2001.(01)10.何小敏 , 许立梓 .总线结构的多按键多路LED显示电路 J.电子技术 . 2001.(05)【关键词相关文档