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전기전자재료학회논문지 / v.32, no.6, 2019년, pp.444-447

질화갈륨 기반 청색 고체발광 다이오드에서의 스트레스 영향 해석

Analysis of Stress-Induced Effect in Blue GaN-Based Light-Emitting Diodes

심상균, 이준기, 김영만

Sang Kyun Shim, June Key Lee, Youngman Kim

초록(국문)

본 논문에서는 질화 갈륨 기반 청색 고체 발광 다이오드가 외부 스트레스에 의해 광출력이 매우 심각하게 저하됨을 명백하게 증명하였다.우리는 전자와 홀의 파동함수 중첩이 스트레스 발달에 의해 현저하게 감소됨에 따라 내부 양자효율이 67.0%에서 37.5%로 감소한다는 것을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. 스트레스의 효과를 실험적으로 확인하기 위해 특수 지그 시스템을 설계하고 제작하였다.질화 갈륨 기반 청색 고체 발광 다이오드에서 발생된 압축응력을 상쇄시키기 위해 인장응력을 외부에서 적용함으로써 광 출력이 100mA 전류에서 83.1mcd에서 117.2mcd로 약 41% 향상된 것으로 나타났다. 반대로 외부에서 압축응력을 적용함에 따라 압축응력이 더 발달할 때 광출력이 89.0mcd에서 80.7mcd로 약 9.3% 감소하는 것을 관찰했다.

초록(영문)

It was proven that the light outputs of blue GaN-based light-emitting diodes (LEDs) was seriously influenced by the application of external stress. We have simulated the wave function overlap of an electron and hole, which are significantly reduced by the development of stress. Consequently, its internal quantum efficiency decreased from 67.0% to 37.5%. To experimentally investigate the effect of stress, we designed and prepared a special zig system. By applying external tensile stress to compensate for the compressive stress innately developed in Blue LEDs, it was found that the optical output was greatly enhanced from 83.1 mcd to 117.2 mcd at a current of 100 mA, an increase of approximately 41%. In contrast, when the compressive stress is developed more by external compressive stress, we observed that the light output power was reduced from 89.0 mcd to 80.7 mcd, a decrease of approximately 9.3%.

키워드

  • GaN
  • LEDs
  • Strain Relaxation
  • Extrenal Stress
  • Bending
  • IQE
  • Optical Power

DOI

https://doi.org/10.4313/JKEM.2019.32.6.444