GaN基發(fā)光二極管光取出分析與模擬.pdf

1、發(fā)光二極管(LED)以其獨特的優(yōu)勢已廣泛用于顯示、交通信號燈和光通信等領(lǐng)域。隨著高亮度白光發(fā)光二極管(HB-WLED)技術(shù)的不斷成熟,LED被認為是最有可能進入普通照明的一種“綠色光源”。與傳統(tǒng)光源相比,LED具有節(jié)能環(huán)保、可靠性高、能耗低、效率高、壽命長等特點。近年來LED照明逐漸進入我們的生活,如手電、臺燈已經(jīng)普及到普通家庭,而汽車車燈、路燈甚至室內(nèi)照明都開始投入市場。成本高、發(fā)光效率不高等問題是阻礙LED在照明領(lǐng)域發(fā)展的主要因素。

2、目前利用多量子阱技術(shù)LED芯片的內(nèi)量子效率已經(jīng)做得很高,經(jīng)分析解決發(fā)光效率問題的關(guān)鍵在怎樣提高光取出效率。因此找到一些方法和途徑來提高LED的光取出效率,成為國內(nèi)外的研究熱點。
　　 提高光取出效率必然對LED芯片光學(xué)結(jié)構(gòu)和封裝光學(xué)結(jié)構(gòu)重新設(shè)計和優(yōu)化。為降低研發(fā)成本,縮短研發(fā)周期,理論分析和計算機分析的方法是關(guān)鍵。常用的理論分析方法有傳輸矩陣法、時域有限差分法(FDTD)、有限元法(FE)和光線追跡法(RT)等。文中針對不同層面

3、的運用,分別建立計算機分析模型,編寫計算機仿真程序。其中根據(jù)Snell law和Fresnel's law討論影響LED光取出的基本因素,提出一種基于Monte Carlo的LED光取出計算機模擬方法,通過驗證表明改進的方法有較高的模擬效率和準確度。
　　 對于提高LED光取出效率,本文就封裝折射率和新型結(jié)構(gòu)等模型采用改進的Monte Carlo方法進行模擬,模擬結(jié)果表明高折射率涂裝材料和新型結(jié)構(gòu)有助于大部分結(jié)構(gòu)LED的光取出;