采用金属有机化学气相沉积系统外延AlGaInP发光二极管, 制备成面积小于12 mil×12 mil(300 μm×300 μm, 1 mil=25.4 μm)的芯片, 封装成裸晶结构并在50 mA、50 ℃加速应力环境下进行1008 h老化寿命实验, 研究外延结构中不同掺杂浓度的分布式布拉格反射镜(DBR)及分段掺杂P型层对小尺寸芯片老化性能的影响。结果表明：随着芯片尺寸缩小, 光衰幅度变大, 当芯片尺寸小于9 mil×9 mil(225 μm×225 μm)时, 通过提升DBR的掺杂浓度可以明显降低光衰幅度; 降低与过渡层相邻的P-Al0.5In0.5P薄层的掺杂浓度, 形成分段掺杂P型层, 通过降低第二段P-Al0.5In0.5P薄层的掺杂浓度, 可以进一步提升老化性能。尺寸为6 mil×6 mil(150 μm×150 μm)的芯片在50 mA、50 ℃环境下老化1008 h, 其光衰幅度可控制在-6%以内。
光学器件 小尺寸 分布式布拉格反射镜掺杂 分段掺杂P型层 光衰 激光与光电子学进展
2017, 54(5): 052302
1 顺德职业技术学院 电子与信息工程学院, 广东 佛山 528300
2 暨南大学 光电工程研究所, 广东 广州 510632
3 广州市光机电技术研究院, 广东 广州 510632
为了检验软件模拟道路照明特性的可行性, 从几种不同配光曲线的LED路灯的仿真结果出发, 按照规范的方法实测了它们的路面照度。比较发现, 同一路面上各点的照度与仿真值之间有着相同的比值。进一步计算发现, 两者的照度均匀度相等。这表明仿真软件能比较准确地反映路灯的路面照明效果。另外, 还研究了路灯的光衰性能, 发现散热性能好的灯具光衰更慢, 寿命更长。
LED路灯 道路照明 照度均匀度 光衰性能 LED street lamps road illumination illuminance uniformity luminous decay performance
北京工业大学电控学院 光电子技术省部共建教育部重点实验室, 北京 100124
对LED进行应力加速老化实验及分析可以对器件可靠性做出最快、最有效的评估。本文将相同的6 V高压功率白光LED分为两组, 一组施加180 mA电流应力和85 ℃温度应力进行高温老化实验, 另一组施加180 mA电流应力、85 ℃高温和85%相对湿度进行高温高湿老化实验。在老化过程中, 测试了LED光电参数随老化时间的变化规律。实验结果表明: 高温大电流应力下的样品的光退化幅度为0.9％～3.4％, 高温高湿大电流应力下的样品的光退化幅度为25.4％～27.8％, 高温高湿下样品的老化程度远高于高温老化下样品的老化程度, 湿度对LED可靠性有显著的影响。退化的原因包括荧光粉的退化和器件内部欧姆接触退化等。
白光LED 老化 光通量 光衰 white LED aging luminous flux light decay
1 横店集团东磁股份有限公司，浙江 东阳 322118
2 浙江大学 硅材料国家重点实验室，杭州 310027
随着p型晶体硅太阳电池转换效率的不断提高，由于光致衰减（LID）造成的效率损失问题也日益突显。文章通过光辐照的方式分别对电池片和经过光衰处理后的电池片进行抑制光衰和光衰恢复处理，前者光衰幅度极大下降，后者光衰得到很好的恢复，并且达到了一个相对稳定的状态，表明光恢复处理可以很好地改善掺硼p型晶体硅太阳电池的LID现象。特别地，针对p型高效电池结构钝化发射区和背表面电池（PERC）技术来说，光恢复处理工艺基本上克服了LID的现象，24h光衰幅度仅为0.03%。LID现象的解决，将为PERC技术的大规模推广奠定基础。
p型晶硅 光致衰减 光辐照 光衰恢复 钝化发射区和背表面电池 p-type crystalline degradation LID regeneration PERC
1 新型显示技术及应用集成教育部重点实验室, 上海 200072
2 上海大学机电工程与自动化学院, 上海 200072
3 上海半导体照明工程技术研究中心, 上海 201203
大功率白光LED作为新一代照明光源的优势越来越明显，但其光衰机制综合了YAG荧光粉、LED芯片以及封装散热多重因素，衰减机理复杂。为研究LED芯片与荧光胶的相互热影响，基于蓝光LED器件基板温度可控实现蓝光LED器件温度稳定，并通过外部加热（以此作为LED热量作用于荧光胶）的方式控制荧光胶、荧光粉、硅胶的温度。重点研究了温度从27 ℃升高到220 ℃对三者光衰、主波长特性的影响。对荧光胶与LED芯片的近距离相互热影响进行了测试，结果表明荧光粉涂覆量会引起光功率的降低，而且随着光功率的降低，LED芯片结温呈现指数升高。实验证明荧光胶层与LED芯片是一个相互影响的复合热源模型。
光电子学 光衰 温度影响 光谱强度
本文简要讨论LED显示产品的可靠性的含义，提出应以显示屏系统的MTBF和LED光衰两个特征量来描述LED显示和应用产品的可靠性和寿命。厂家应提供各种规格的箱体的MTBF，这是计算系统MTBF的基础。
LED显示 可靠性 光衰 箱体 LED display reliability luminous degradation tile
南昌大学 国家硅基LED工程技术研究中心， 江西 南昌 330047
研制了4种不同表面钝化类型Si衬底GaN基绿光LED，分别标记为样品A、B、C、D。样品A无钝化层，样品B为台面SiON钝化，样品C为侧面SiON钝化，样品D为台面和侧面均钝化。将4种样品进行了常温60 mA(电流密度312 A/cm2)下168 h的加速老化，并对比了老化前后的I-V和光衰等特性。结果表明: 侧边的SiON钝化层可有效抑制有源区内非辐射复合缺陷的增加，从而有效降低器件老化后的漏电流和光衰。与台面上的SiON相比，侧边的SiON对钝化起到了决定性作用。
Si衬底 光衰 SiON SiON Si substrate GaN GaN luminous decay LED LED
1 南昌大学教育部发光材料与器件工程研究中心， 江西 南昌 330047
2 晶能光电(江西)有限公司， 江西 南昌 330029
在Si衬底GaN基蓝光LED芯片上生长了一层SiON钝化膜，使器件的光输出功率提高12%且有效降低了器件在老化过程中的光衰。对有、无钝化膜的样品进行性能比较，结果表明SiON钝化膜能有效隔离环氧树脂与高温芯片，缓解环氧树脂的老化变黄；又能部分弛豫环氧树脂对芯片的张应力，降低非辐射复合中心产生的几率；有效减小器件的侧壁漏电通道，降低器件的光衰和漏电流，提高器件的可靠性。
光电子学 Si衬底 光衰 增透膜
1 南昌大学 教育部发光材料与器件工程研究中心， 江西 南昌 330047
2 晶能光电(江西)有限公司， 江西 南昌 330029
报道了芯片尺寸为500 μm×500 μm 硅衬底GaN基蓝光LED在常温下经1 000 h加速老化后的电学和发光性能，其光功率随老化时间的变化分先升后降两个阶段；老化后的反向漏电流和正向小电压下的电流均有明显的增加；老化后器件的外量子效率(EQE)比老化前低；老化前后EQE衰减幅度在不同的注入电流下存在明显差异，衰减幅度最小处出现在发光效率最高时对应的电流密度区间。
硅衬底 蓝光LED 老化 光衰 Si substrate GaN GaN blue LED aging test luminous decay
1 福州大学机械工程及自动化学院, 福建 福州 350108
2 福建省苍乐电子企业有限公司, 福建 福州 350007
很多国内封装的单管(Lamp)型白光发光二极管(LED)半光衰时间往往较短, 这与大功率白光LED有很大不同。为了找出导致单管型白光LED快速光衰的真正原因, 在分析国内外研究现状的基础上, 对不同老化时期的白光LED样品进行解剖, 并对封装内部结构材质的变化进行分析。实验发现两种现象, 一是有些封装体内固晶胶产生黄变, 二是有些蓝光芯片上表面会形成一层深黄色薄膜。去除黄变的固晶胶, 或者清洗掉芯片上表面的薄膜后重新封装, 白光LED光通量均会有较大提高。荧光粉胶体和固晶胶与蓝光芯片直接接触, 并对其完全包围, 这两种胶体材料的变性老化对单管型白光LED的光衰有直接重要的影响。
光学器件 单管型白光发光二极管 光衰 固晶胶 配粉胶
