无荧光粉转换白光LED的研究和进展

白光LED具有节能、环保、寿命长等优点,它的问世是人类照明史上一个重大的里程碑,标志着一种全新的照明光源的诞生。为了提高白光LED的各项性能,克服现有技术的壁垒及不足,各种无荧光粉转换的新型结构的白光LED应运而生。本文在分析LED发光机理的基础上,给出了目前白光LED常用的3种制备方法及优缺点,列举了无荧光粉转换白光LED的最新发展,指出了无荧光粉转换白光LED面临的问题,并对无荧光粉转换白光LED的未来发展进行了总结。

低色温无荧光粉LED光源的可靠性研究

为了对比研究新型低色温无荧光粉LED光源和低色温荧光粉LED光源的可靠性,本文进行了85℃加速老化和温度步进应力实验,测试了各光电参数在老化过程中的变化规律,并分析了有无荧光粉低色温光源的老化衰减机理。实验结果表明,在20 A/cm2工作电流密度、85℃的加速老化条件下,两种类型的光源都表现出很好的稳定性,但随着功率的增加,无荧光粉光源展现出更好的光通量稳定性;随着温度的升高,无荧光粉光源在高达200℃左右仍表现出良好的可靠性,而荧光粉光源则在175℃后出现了明显的光通量衰减和色温升高。电流应力或温度应力提升以后,无荧光粉光源展现出更优异的可靠性。

GaN基三维结构生长与器件应用

目前,c面氮化镓(GaN)基发光二极管的制备技术已经十分成熟并取得了商业化成功,但仍面临极化电场导致的大电流密度下效率下降(Droop效应)和黄绿光波段效率低的问题。为消除极化电场的影响,人们开始关注半极性和非极性面GaN。其中,基于传统极性面衬底通过三维结构生长来获得半极性和非极性GaN的方法,由于其低成本和生长的灵活性,受到了广泛研究。本文首先总结了三种GaN三维结构的制备方法并分析其生长机理。接着,在此基础上介绍了不同晶面InGaN量子阱的外延生长和发光特性。最后,列举了GaN基三维结构在半极性面LED、颜色可调LED和无荧光粉白光发光二极管方面的应用。

硅基金黄光LED器件性能及应用研究

可见光发光二极管(LED)范围内,因“黄光鸿沟”这一世界难题的存在,照明用白光LED主要通过蓝光LED芯片激发黄色荧光粉来实现。然而,由于荧光粉的光光转换效率在自身发热所产生的高温环境中易出现衰退的现象,导致荧光型白光LED在使用过程中容易出现光衰、色温飘移等问题。本团队在高光效InGaN黄光LED取得突破的基础上,利用高光效的红、黄光LED合成了一种新型的低色温LED光源器件,其具有无荧光粉、无蓝光的技术特点,本文称之为“硅基金黄光LED”。当LED芯片工作电流密度为20 A/cm^2时,硅基金黄光LED器件的色温为2170 K,光效为156 lm/W,显色指数Ra为77,当LED芯片工作电流密度为1 A/cm^2时,光效可达217 lm/W。本文报道了这一新型LED器件的光效和色温随电流和环境温度的变化趋势,同时对该器件的空间光谱分布进行了优化研究。此外,开展了该器件的高温、高温高湿、冷热冲击等可靠性型式试验,验证了硅基金黄光LED器件具有高可靠性的特点。最后,本文介绍了硅基金黄光LED器件在道路照明、隧道照明等领域的示范应用,以及在母婴灯等家居照明领域的推广应用。