Мощные светодиоды с ультрафиолетовым и зеленым излучением

Н.А. Гальчина¹, Л.М. Коган¹, Ю.А. Портнягин², И.Т.Рассохин¹, Н.М. Сощин^3
1ООО «НПЦ ОЭП «ОПТЭЛ», 105187, г. Москва, Щербаковская ул., д. 53
²ФГУП «ВНИИОФИ», 119361, г. Москва, Озерная ул., д. 46
³ФГУП НИИ «Платан», 141191, г. Фрязино

Тезисы доклада

С использованием импортных кристаллов на основе p-n-гетероструктур типа InGaN / AlGaN / GaN и разработанного люминофора получены образцы мощных светодиодов с ультрафиолетовым и зеленым излучением. Конструкция светодиодов содержит теплоотводящий кристаллодержатель, отражатель бокового излучения кристаллов и полимерный полусферический купол диаметром 20 мм с показателем преломления n=1,56 [1].

Спектр излучения светодиода с УФ излучением представлен на рис. 1, а зависимость мощности излучения (P_e) от прямого тока - на рис. 2. Как следует из рисунков, λ_max ≈ 411 нм, полуширина полосы Δλ ≈ 17 нм, причем в диапазоне токов 20 - 350 мА величины λ_max и Δλ практически не изменяются, Зависимость мощности излучения от тока близка к линейной, при токе 350 мА мощность излучения находится в диапазоне 240 - 260 мВт, при токе 500 мА - 330 - 350 мВт. Внешний квантовый выход излучения при токе 350 мА составил η_вн = 24,5%, прямое напряжение U_пр ≈ 3,5 - 3,7В, угол излучения 2Θ_0,5 = 43 ± 3 град.

Рисунок 1 - Спектры излучения светодиода с УФ

Рисунок 2 - Зависимости Р_е, Ф_v, η_v и U_пp от прямого тока.

Для получения зеленого свечения на кристалл с ультрафиолетовым излучением наносится разработанный силикатный люминофор на основе ортосиликата стронция-бария, активированного Eu и другими элементами.

Спектр излучения светодиодов с зеленым свечением представлен на рис. 3, а зависимость светового потока (Ф_v) и световой отдачи (η_v) от прямого тока - на рис. 2. Как следует из рисунков, спектр содержит 2 полосы: ультрафиолетовую и зеленую.

Рисунок 3 - Спектры излучения светодиода с зеленым свечением при различных токах

УФ полоса характеризуется λ_max ≈ 413 нм и полушириной Δλ ≈ 18 нм, зеленая полоса - λ_max ≈ 517 нм и Δλ_max ≈ и 65 нм, причем длинноволновая часть зеленой полосы более протяженная, чем коротковолновая. Незначительное увеличение λ_max и Δλ УФ - полосы по сравнению с излучением УФ - светодиода объясняется, по-видимому, наложением излучения люминофора. В диапазоне токов 20-350 мА величины λ_max и Δλ практически не изменяются. Отметим, что в диоде с люминофором большая часть УФ излучения поглощается люминофором и для наблюдаемого видимого света роль УФ полосы незначительна. Зависимость светового потока излучения от прямого тока близка к линейной, при токе 350 мА, Ф_v ≈ 51-53 лм, при токе 500 мА Ф_v ≈ 67-72 лм. Световая отдача при токе 350 мА составила η ≈ 42 лм/Вт. Это значение несколько превышает η_v, обычных СД с зеленым свечением. Сила света при токе 350 мА составила 33 кд при угле излучения 2Θ_0,5 ≈ = 65 град., прямое напряжение U_пр - 3,5-3,7 В. Люмен-эквивалент спектра излучения составил 450 лм/Вт.

[1] Патент на полезную модель № 48673 «Мощный светодиод» от 25.10.04
        Авторы: Коган Л.М., Рассохин И.Т., Гальчина Н.А.

POWERFUL LIGHT-EMITTING DIODES WITH ULTRA-VIOLET AND GREEN EMISSION N.A.Galchina1, L.M.Kogan1. Y.A.Portnyagin2, I.T.Rassohin1, N.P.Soshcin3. 1Open Company "NPC OED "OPTEL", Shcherbakovskaya str., 53, 105187, Moscow 2FSUE "VNIIOFI". Ozemaya str., 46 , 119361, Moscow 3FSUE SRI "Platan", 141190, Fryazino        It is reported on development of powerful light-emitting diodes with ultra-violet and green radiation on the basis of import p-n-heterostructure as InGaN/AlGaN/GaN and new phosphor. UV-light-emitting diodes have capacity of radiation up to 350 mW, external quantum output of radiation up to 24,5 % at length of a wave of radiation of 411 nm. The light-emitting diode with green radiation has a light stream up to 72 lm, a light output up to 42,5 lm/W at length of a wave of radiation of 517 nm and half-width 65 nm.

Скачать оригинал тезисов доклада: страница 1, страница 2