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Variable hue GaP diodes

1971; Elsevier BV; Volume: 14; Issue: 8 Linguagem: Espanhol

10.1016/0038-1101(71)90144-4

1879-2405

W. Rosenzweig, R. A. Logan, W. Wiegmann,

Semiconductor Quantum Structures and Devices

Efficient electroluminescence in GaP diodes has been obtained both in the red and green portions of the spectrum. The former results from recombination at Zn-O centers and the latter from recombination at N centers. Since these centers can be introduced independently, varying hues between red and greeen can be obtained by varying the relative intensities of the emitted red and green radiation. This can readily be done at a normal operating current density of ≈ 10 A/cm2 by varying doping concentrations. However, it is also possible to change the hue with a fixed impurity distribution by varying the diode current. This electrical variability stems from the fact that the red centers saturate at a current density of about 5 A/cm2 but the green centers do not. Thus at low forward current, the red luminescence can dominate the green, while at high current, the reverse holds. An analysis is presented giving the dominant wavelength and luminous efficiency as a function of green to red intensity ratio. The achievable hue variation and luminous efficiency is illustrated for two different, nonoptimized, red-green diodes. Une électroluminescence efficace a été obtenue dans des diodes GaP aussi bien dans la zone rouge que dans la zone verte du spectre. Le premier résulte de la recombinaison aux centres Zn-O et le dernier de la recombinaison aux centres N. Ces centres pouvant être indépendamment introduits, des teintes diverses entre le rouge et le vert peuvent être obtenues en variant les intensités relatives des radiations rouges et vertes émises. Ceci est possible à une densité de courant defonctionnement normal de ≈ 10 A/cm2 en varient les concentrations de doping. Cependant il est également possible de changer la teinte avec une distribution d'impureté fixe en variant le courant de la diode. Cette variabilité électrique provient du fait que les centres rouges sont saturés à une densité de courant d'environ 5 A/cm2 tandis que les centres verts ne le sont pas. Ainsi à un courant avant faible, le luminescence rouge peut dominer le vert tandis qu'à un courant plus élevé l'inverse a lieu. On présente une analyse donnant la longueur d'onde et l'efficacité lumineuse dominantes en fonction du rapport d'intensité du vert au rouge. La variation possible de teinte et d'efficacité lumineuse est illustrée pour deux diodes rouge-vert différentes, non-optimisées. Lumineszenzdioden aus GaP mit hohem Wirkungsgrad wurden bereits für grünes und rotes Licht hergestellt. Ersteres entsteht durch Rekombination an ZnO-Zentren und letzteres an N-Zentren. Da diese Elemente voneinander unabhängig eingebaut werden, sind Dioden mit verschiedener Emissionsfarbe erzielbar durch Variation der relativen Intensität von rotem und grünem Strahlungsanteil. Dies gelingt schon bei einer normalen Strominjektion von 10 A/cm2 durch Einstellen einer örtlich variablen Dotierungskonzentration, kann aber auch bei konstanter Dotierung durch Verändern des Stromes erreicht werden. Die elektrische Steuerung beruht darauf, daß die rotes Licht liefernden Zentren sich bei einer Stromdichte von etwa 5 A/cm2 sättigen und die N-Zentren nicht. Daher kann bei niedrigen Flußströmen die rote Lumineszenz die grüne überwiegen, während bei hohen Strömen das Gegenteil eintritt. Eine Analyse, die die dominante Wellenlänge und den Leuchtwirkungsgrad in Abhängigkeit vom Verhältnis der roten zur grünen Emission liefert, wird durchgeführt. Die erreichbare Farbänderung und der Leuchtwirkungsgrad werden an Hand zweier nicht optimalisierter rot-grün-Dioden aufgezeigt.