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(dú)特的優(yōu)勢(shì)已廣泛用于顯示、交通信號(hào)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(rèn)為是最有可能進(jìn)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(zhǎng)等特點(diǎn)。近年來(lái)LED照明逐漸進(jìn)入我們的生活,如手電、臺(tái)燈已經(jīng)普及到普通家庭,而汽車(chē)車(chē)燈、路燈甚至室內(nèi)照明都開(kāi)始投入市場(chǎng)。成本高、發(fā)光效率不高等問(wèn)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(wèn)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(lái)提高LED的光取出效率,成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。
　　 提高光取出效率必然對(duì)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(jì)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(jì)算機(jī)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(shí)域有限差分法(FDTD)、有限元法(FE)和光線追跡法(RT)等。文中針對(duì)不同層面

3、的運(yùn)用,分別建立計(jì)算機(jī)分析模型,編寫(xiě)計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)模擬方法,通過(guò)驗(yàn)證表明改進(jìn)的方法有較高的模擬效率和準(zhǔn)確度。
　　 對(duì)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(jìn)的Monte Carlo方法進(jìn)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;