WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

4. Обсуждение результатов люминофора от тока до J = 350 мА. Зависимость L(J) линейна вплоть до 150 мА, затем сублинейна, и при Спектры излучения синих СД, созданных на основе 350 мА световой поток достигает 31 лм. Рассчитанная из p-n-гетероструктур InGaN/AlGaN/GaN с множественэтой кривой зависимость L(J) имеет максимум 30 лм/Вт ными квантовыми ямами, выращенных на подложках при J = 100 мА. В таблице приведены максимальные из SiC, существенно не отличаются от исследованных значения L и L при J = 350 мА для светодиодов с ранее спектров СД на основе структур, выращенных разным содержанием люминофора. Значения L дости- на подложках из сапфира. Экспоненциальные спады гают 40 лм/Вт. в длинноволновой и коротковолновой областях имеют показатели E0 и E1 = mkT, близкие к определенным в [12,22,23]. Для количественного описания формы 3.3. Цветовые характеристики белых спектров на основе модели двумерной плотности сосветодиодов стояний с „хвостами“, обусловленными флуктуациями На рис. 6 приведена цветовая диаграмма Междуна- потенциала, надо знать размеры и степени легирования родного комитета по освещению 1931 г. На диаграмме ям и барьеров и исследовать распределение зарядов в отмечены точки, соответствующие координатам цветно- структурах. Это выходит за рамки настоящей работы.

Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. 762 М.Л. Бадгутдинов, Е.В. Коробов, Ф.А. Лукьянов, А.Э. Юнович, Л.М. Коган, Н.А. Гальчина...

Максимальные значения светового потока, светоотдачи и индексов цветопередачи для исследованных белых светодиодов при токе 350 мА Содержание люминофора Параметр пониженное умеренное повышенное Световой поток, лм 30 50 Светоотдача, лм/Вт 26 40 Люмен-эквивалент, лм/Вт 260 300 Координаты цветности МКО 1931 г. (X, Y ) 0.29, 0.26 0.31, 0.32 0.37, 0.Коррелированная цветовая температура, K 11600 6500 Индексы цветопередачи 85 83 Важно, что в области рабочих токов J = 100-350 мА SiC позволят в будущем достигнуть параметров, которые ( j = 12-44 А/см2) положение максимума синей полосы сделают их конкурентно способными с люминесцентныизменяется в небольших пределах (max = 450-463 нм), ми лампами.

что соответствует полосе возбуждения люминофора.

Цветовые характеристики белых СД удовлетворяют Это обеспечивает приблизительное постоянство отно- условиям создания источников освещения. Важно, что шения интенсивностей в максимумах синей и желто- подбором люминофора достигнуты нужные для тех зеленой полос и соответственно постоянство цветовых или иных применений координаты цветности. Общие характеристик белых СД с изменением тока.

индексы цветопередачи 72–85% достаточны для ряда Заметим, что толщина выращенного слоя GaN с применений, хотя и уступают значениям, которые можно активной областью, определенная как 2.3 мкм из ин- получить для полноцветных сборок нескольких светодитерференционной модуляции спектров, заметно меньше одов [19].

толщин слоев в структурах, выращенных на сапфире На основе этих экспериментов разработаны осве(4.2–4.5 мкм [12,22,23]). Это позволяет предположить, тители широкого применения, в частности, с исчто в процессе эпитаксиального роста на SiC-подложках пользованием последовательного соединения трех или удается вырастить слои, в которых плотность дислокапоследовательно-параллельного соединения четырех беций в активной области сравнительно мала, несмотря на лых СД в корпусе под одним фокусирующим куполом.

малое расстояние области от границы с подложкой.

Они дают световой поток до 175 лм при входной мощПолученный в настоящей работе кпд синих светодионости 5 Вт [27].

дов на подложках из SiC (P 16-22%) больше, чем кпд исследованных нами ранее СД на подложках из 5. Заключение сапфира (P 10-11%) [12,22,23]. Однако эта величина пока меньше опубликованных максимальных значений Результаты исследования позволяют сформулировать кпд для синих СД (35% [10]).

следующие выводы.

Предположим, что возможно сделать конструкцию 1. Спектры излучения синих СД (max = 450-463 нм), СД, при которой полный коэффициент преобразосозданных на основе p-n-гетероструктур InGaN/ вания синего излучения в желто-зеленое излучение AlGaN/GaN с множественными квантовыми ямами, люминофора будет приблизительно равен 0.95. Тогвыращенных на подложках из SiC, существенно не да для значений P 16-22% и люмен-эквивалента отличаются от спектров СД на основе структур на Leq = 300-320 лм/Вт будет возможно получить светоподложках из сапфира. Спектры в длинноволновой и отдачу белого СД L 46-70 лм/Вт и световой поток коротковолновой области спадают экспоненциально с одного белого СД 90 лм (при J = 350 мА). Если же показателями E0 = 58-61 мэВ и E1 = mkT = 43-62 мэВ взять для перспективной оценки величину P 35%, то получается светоотдача L 110 лм/Вт. В сообще- соответственно. Коэффициент полезного действия исследованных СД достигает значений P = 16-22% нии [16] оценки будущего еще более оптимистичны:

при токах 100–350 мА.

L 150 лм/Вт.

Измеренные нами максимальные значения светового 2. Коэффициент полезного действия синих светодиопотока L 46-50 лм и светоотдачи L 37-40 лм/Вт дов обеспечивает в белых светодиодах с люминофорприблизительно в 1.5–3 раза меньше приведенных тео- ным покрытием для разработанных конструкций максиретических оценок и приблизительно в 1.5 раза меньше мальные значения световых потоков до L 46-50 лм рекордных значений, приводимых в [4,10,16]. Получен- и светоотдачи до L 37-40 лм/Вт при токе 350 мА.

ные значения превышают светоотдачу ламп накалива- Примененные люминофоры на основе алюмоиттриевых ния в 2–2.5 раза — результаты, уже достаточные для гранатов позволили получить координаты цветности применения белых СД в освещении. Можно считать, и индексы цветопередачи в области белого свечения, что дальнейшие разработки белых СД на подложках из достаточные для применений белых СД в освещении.

Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. Спектры люминесценции, эффективность и цветовые характеристики светодиодов белого свечения... Авторы из МГУ благодарны Московскому комитету 4-й Всеросс. конф. „Нитриды галлия, индия и алюминия — структуры и приборы“ (СПб., 2005) с. 122.

по науке и технологиям за финансовую поддержку [26] Ф.А. Лукьянов, В.В. Татулин. Тез. докл. 3-й Всеросс. конф.

(договор ГА-159/05).

„Нитриды галлия, индия и алюминия: структуры и приборы“ (М., МГУ, 2004) с. 170.

[27] Сайт ООО „НПЦ ОЭП «ОПТЭЛ»“: www.optelcenter.com.

Список литературы Редактор Л.В. Шаронова [1] Л.М. Коган Светотехника, № 5, 16 (2002).

[2] А.Э. Юнович. Светотехника, № 3, 2 (2003).

Luminescence spectra, efficiency [3] Light Emitting Diodes for General Illumination. Tuand color characteristics of white torial materials. OIDA, ed. by Jeff I. Tsao (2002);

http://lighting.sandia.gov/. light-emitting diodes based [4] Strategies in Light 2004, Conf. Proc. (San-Diego, 2004).

on p-n-heterostructures InGaN/GaN strategies-u.com.

with phosphor coating [5] А.Я. Поляков, Н.Б. Смирнов, А.В. Говорков, А.В. Марков, In-Hwan Lee. Тез. докл. 4-й Всеросс. конф. „Нитриды M.L. Badgutdinov, E.V. Korobov, F.A. Lukyanov, галлия, индия и алюминия — структуры и приборы“ A.E. Yunovich, L.M. Kogan+, N.A. Gal’china+, (СПб., 2005) с. 62.

I.T. Rassokhin+, N.P. Soschin [6] Hideki Hirayama. J. Appl. Phys., 97, 091101 (2005).

[7] V.F. Mymrin, K.A. Bulashevich, N.I. Podolskaya, I.A. Zhma- Moscow State Lomonosov University, kin, S.Yu. Karpov, Yu.N. Makarov. Phys. Status Solidi C, 2 (7), Department of Physics, 2928 (2005). 119899 Moscow, Russia + [8] И.Ю. Евстратов, В.Ф. Мымрин, С.Ю. Карпов. Тез. докл.

Optel Center“, ” 4-й Всеросс. конф. „Нитриды галлия, индия и алюми105187 Moscow, Russia ния — структуры и приборы“ (СПб., 2005) с. 122.

Research Institute Platan“, ” [9] И.В. Рожанский, Д.А. Закгейм. Тез. докл. 4-й Всеросс.

141190 Moscow, Russia конф. „Нитриды галлия, индия и алюминия — структуры и приборы“ (Спб., 2005) с. 124.

Abstract

Electroluminescence spectra, efficiency and color cha[10] T. Taguchi. J. Light & Visual Environment, 27 (3), 131 (2003).

racteristics of white light-emitting diodes based on blue emission [11] В.С. Абрамов, Д.Р. Агафонов, И.В. Рыжиков, Н.П. Сощин, InGaN/AlGaN/GaN p-n-heterostructures grown on SiC substrates А.В. Шишов, Н.В. Щербаков, А.Э. Юнович. Светодиоды и and with yellow-green YAG : Ce3+ phosphor coatings have been лазеры, № 1/2, 25 (2002).

studied. Blue diodes have wall-plug efficiency up to 22% at [12] С.С. Мамакин, А.Э. Юнович, А.Б. Ваттана, Ф.И. Маняхин.

the current of 350 mA and the applied voltage of 3.3 V. White ФТП, 39 (9), 1131 (2003).

light-emitting diodes have luminous efficiency up to 40 lm/W and [13] В.Б. Афанасьев, Н.А. Гальчина, Л.М. Коган, И.Т. Рассохин.

luminous flux up to 50 lm at 350 mA.

Светотехника, № 6, 52 (2004).

[14] М.Г. Варешкин, Н.А. Гальчина, Л.М. Коган, И.Т. Рассохин, Н.П. Сощин, А.Э. Юнович. Светотехника, № 1, 15 (2005).

[15] V.A. Dmitriev. MRS Internet J. Nitride Semicond. Res. (1996) v. 1, N 29.

[16] Cree Lighting Announces LED Brightness Levels Two Years Ahead of Industry’s Performance Predictions (2005);

http://www.cree.com/News/news240.asp.

[17] В.А. Абрамов, О.Н. Ермаков, В.П. Сушков. А. с. СССР N635813 приор. 09.12.1977.

[18] S. Nakamura, G. Fasol. The blue laser diodes (Berlin, Springer, 1998).

[19] A. Zukauskas, M. Shur, R. Gaska. Introduction to Solid-State Lighting (J. Wiley & Sons, N.Y., 2002).

[20] Л.М. Коган, И.Т. Рассохин, Н.А. Гальчина. Патент на полезную модель № 48673 от 25.10.2004.

[21] Н.А. Гальчина, Л.М. Коган. Патент на изобретение № 2207663 от 17.07.2001.

[22] В.Е. Кудряшов, С.С. Мамакин, А.Н. Туркин, А.Э. Юнович, А.Н. Ковалев, Ф.И. Маняхин. ФТП, 35 (7), 861 (2001).

[23] Ф.И. Маняхин, А.Н. Ковалев, В.Е. Кудряшов, А.Н. Туркин, А.Э. Юнович. ФТП, 32 (1), 63 (1998).

[24] М.А. Якобсон, Д.К. Нельсон, О.В. Константинов, А.В. Матвеенцев. ФТП, 39 (12), 1459 (2005).

[25] В.С. Абрамов, П.П. Аникин, С.С. Просветова, М.В. Рыжков, А.В. Шишов, А.Н. Туркин, А.Э. Юнович. Тез. докл.

Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.