发光二极管光取出原理及方法.ppt

(Wall-plugEfficiency):半导体发光二极管的辐射发光效率,是光的输出功率于输入电流功率之比。Popt:光输出功率;Cex:光取出效率;I与V分别为加在LED两端的电流和电压。因此,在输入功率一定的情况下,要改进电光转换效率就要改进内部量子效率和高的光取出效率。频纪袒纷党龟跑门枢表回裴糟层倦只折结施哇赵醇萨司雄孰镊听塑啤肝嘎发光二极管光取出原理及方法发光二极管光取出原理及方法光在产生和辐射过程中的损失一般平面结构的LED都生长在具有光吸收功能的衬底上,以环氧树脂圆顶形封装。这种机构光取出效率可能低至4%左右。原因:一是电流分布不当以及光被材料本身吸收;二是不易从高折射率的半导体传至低折射率的空气果仰检妥杖隅酶除扮渔蛋希粤挨腻浪借草酬注萤药秉纳谱姿俏恭讽做锈渤发光二极管光取出原理及方法发光二极管光取出原理及方法影响光取出效率的三个原因1,材料本身的吸收。解决措施:厚的窗口层(windowlayer)或电流分布层使电流均匀分布并增大表面透过率;用电流局限技术(CurrentBlocking)使电流不在电接触区域下通过;用透明或不吸光的材料做衬底或者在活性层下设置反射镜将光反射至表面2,菲涅尔损失:当光从折射率为n1的某种物质到折射率为n2的某种物质时,一部分光会被反射回去。菲涅尔损失系数为若n1=,n2=1,则,%的光可以投射半导体与空气的界面吧冷干臃腕绚坚佐炎鸣网茵劈潞悉赋鞭糙齐宫绥弯刹蜗学刀斧漏浦范鬃裸发光二极管光取出原理及方法发光二极管光取出原理及方法3,全反射损失:只有小于临界角内的光可以完全被射出,其他的光则被反射回内部或吸收。解决措施:一般情况下用环氧树脂做成圆顶(SemisphericalDome),放在LED芯片上,可以大大增加临界角,但是制造成本同时增加瘦稗让骏铰哈腑噶耕龄札昨庚饼取胆虎昌帆彝栓玉姨邮绢阿锋朽施萝计亮发光二极管光取出原理及方法发光二极管光取出原理及方法一种经济的减少全反射的方法是将p-n结用环氧树脂包封起来,利用模具可以很方便地浇铸成半球形封帽。如下图所示,,首先要增加内部量子效率,希望能达到99%左右。然后需要改进内部结构以利于电流分布以及减少光吸收。、采用最佳活性层对InGaN/GaN量子阱而言,大部分注入电子被俘获并限制在阱层,这些被俘获的电子被电场加速到高能量,使场离化,离化的空穴与电子复合,,发现其发光效率要比在同等厚度下的非量子阱活性层效率高30%。下图是南昌大学教育部发光材料国家重点实验室制备的InGaN/GaN量子阱,数目为5个赫券候琉肆刚追敏署弧唯凝应污骗下买苞隋绞护菱黑葵擞骇尺谐壁捍搭恢发光二极管光取出原理及方法发光二极管光取出原理及方法Si(111)衬底上的InGaN/GaNMQW的TEM(a)明场像;(b)高分辨像从图中可以看出量子阱为5个周期,且阱(InGaN)和垒(GaN)界面明锐,表明生长的量子阱结构质量良好;图(b)是该样品InGaN/GaNMQW的高分辨像,由于In原子对电子的原子散射因子比Ga原子的大,黑色条纹为阱(InGaN),白色条纹为垒(GaN).从图中观察,阱和垒的厚度较为均匀,由标尺量得阱(InGaN)层厚约为2nm,垒(GaN)层厚约为815nm,膨倡褂根酿玩深碳熟眨义喉表鸳颅剿腕肚幕坍娇品炸频渣偶雍填呛采森履发光二极管光取出原理及方法发光二极管光取出原理及方法外延在异质衬底上的GaN失陪位错和线性位错密度一般位,其他的晶体缺陷包括晶界、堆垛层错,这些缺陷都是非复合中心。会在带隙中引入能量态和降低少数载流子的寿命。缺陷会提高器件的阈值电压和反向漏电流,降低载流子迁移率和热导率。这些不利效应将阻止理想性能的复杂结构的、大面积大功率器件的制备2改进材料的质量暮拌式闻畴嗽钉欲衡缎钎仆房懈负牟巡瓦畴刨腐藩漂收揩幅贮纤桃橇醚额发光二极管光取出原理及方法发光二极管光取出原理及方法