提高GaN基发光二极管外量子效率的途径

发光二极管(LED)的低外量子效率严重制约了LED的发展,本文主要介绍了提高GaN基LED外量子效率途径的最新进展,包括芯片非极性面/半极性面生长技术、分布布拉格反射层(DBR)结构、改变LED基底几何外形来改变光在LED内部反射的路径、表面粗化处理,以及新近的光子晶体技术和全息技术等。并对纳米压印与SU8相结合技术在提高LED外量子光效率方面进行了初步探索。     

一种高辐射通量的UVC封装结构研究

本文设计了一种新型UVC LED封装结构,该结构可以有效提升封装器件的外量子阱效率。通过实验测试发现,在UVC芯片相同的前提下,新的UVC LED封装结构的辐射光功率比市场上主流封装结构,测试电流60 mA时的光辐射通量提升22%;测试电流120 mA时的光辐射通量提升35%,同时该封装结构有利于解决陶瓷基板铜杯难电镀的生产瓶颈,提升UVC陶瓷基板的生产效率,降低UVC LED封装器件成本。     

表面反射膜对无缝棱镜导光管光学特性的影响研究

本文介绍了作者研制的无缝棱镜导光管照明系统中，导光管外表面附加的反射膜对导光管光线传输特性和光线分布特性的影响。通过具体的实验对采用和不采用反射膜、采用不同反射率的反射膜时的无缝棱镜导光管的光学特性进行了比较。实验研究表明，外表面反射膜能够有效地提高无缝棱镜导光管的光线传输效率和光线出射效率，且反射膜的反射率越高，导光管的光线传输效率就越高，光分布特性也越好。     

紫外固化铝增强型椭球反射镜光学薄膜设计及镀制方法

增强型光学薄膜通过在铝膜上交替镀制多层介质薄膜,可提升局部波长范围的反射率。由于深椭球反射镜的曲面特性,膜层反射率从底部至外侧不一致,外侧的反射率略低。文章介绍了紫外固化系统用深椭球反射镜的铝增强型反射膜层设计及镀制工艺。实验表明,铝增强型膜可比铝膜提升7%的反射率;同时提升铝膜层表面的保护效果,增加了膜层强度和耐用性,达到了设计要求。     

白炽灯用红外反射膜的研究

众所周知，白炽灯光效低的主要原因是具有大量红外辐射。本文指出在管壳上涂上红外反射膜是提高光效的有效措施之一。红外反射膜是高的与低，的折射率相问的，每层厚度为１／４中心波长的多层介质膜。利用光在界面上的多次反射，干涉原理产生高的红外反射率，将红外辐射反射至灯丝，从而提高其光效。 本文指出了几种成膜方法，并作了比较，从而选用了较适合于生产的化学浸渍成膜法。并对薄膜提出了要求，从而选用了ＳｉＯ２和ＴｉＯ２的多层介质膜。 本文介绍了用上述成膜法获得的ＳＩＯ２和ＴｉＯ２薄膜，并作了ＸＰＳ（Ｘ—ｒａｙ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔ－ｒｏｎ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析。     

LED芯片技术研究进展

提升LED芯片的出光效率对提高LED照明光效有重要意义。文章介绍了LED芯片的发光原理,以及正装芯片、倒装芯片和垂直芯片的结构,并分析了各自的优缺点。总结分析了几种提升LED芯片的光提取效率的方法及原理,并展望了未来的发展趋势。     

暖白LED极限发光效率的研究

本文结合分析暖白3000K色温LED产品的光视效能、芯片的量子效率、封装取光效率及荧光粉,判断暖白光LED封装器件的最大光效为1651m／W。     

通孔电极对正装LED光电性能影响的研究

传统LED的电极为圆环电极加电流扩展线,需要刻蚀部分有源层,减少发光面积,导致LED芯片亮度降低.本文采用光刻刻蚀法在电流拓展层表面制作3个及以上的电极通孔,使连续的电流扩展线变成不连续的电极孔洞,从而在理论上提高发光效率.通过高温加速老化试验,测试通孔电极结构的LED芯片发光效率、光衰等光电性能参数,并通过发光分布测...     

LED模块/模组的结温测量研究

LED封装、模组以及终端产品LED灯和LED灯具的质量水平,例如发光量、色温等光性能,与LED内部芯片的结温高低密切相关。一般来说结温高,LED性能变差。因此,对于LED芯片企业和LED封装企业,了解LED芯片各层结构的热阻和COB-LED模组中各LED芯片的结温显得十分必要。同样,对于LED灯和LED灯具等终端产品企业,了解掌握LED芯片的结温也显得非常重要。目前现有的测量方法中多是非直接测量和计算,而影响LED结温测量的因素多,看不见、摸不着,导致对测量结果的定量可信度疑问,也就是对测量误差到底是多少心中无数。本文采用的测量方法是对LED封装的LED芯片结温和LED模组中各LED芯片的平均结温的敏感参数在实际的大工作电流下进行直接测量和分析。     

固态紫外光源的研究进展

随着半导体技术的发展,紫外(UV)LED的性能得到了很大提高,应用市场也在快速扩张。文章主要介绍近年来UV-LED芯片设计、器件封装、系统设计及应用等方面的研究进展。深紫外(DUV)LED芯片辐射效率较低,因此降低位错密度、提高芯片外量子效率是当前DUV-LED亟待解决的技术问题。而DUV-LED的应用研究仍然处于原理性的探索和验证阶段,大规模应用时面临辐射效率低、功率密度低和价格高的障碍。近紫外(NUV)LED芯片的辐射效率达到30%以上,单颗功率密度较大,可实际用于各种紫外应用领域。针对各种应用需求,已有各种UV-LED的封装结构和系统被设计和开发出来,能够制作出较大功率密度的NUV-LED光源设备。而UV-LED在医疗、生物检测、杀菌消毒、光降解、光固化等领域的应用也在不断研究开发中。     

氧化物薄膜抑制量子点的光衰性能

量子点应用于LED中,可获得高饱和性、宽色域光源,在液晶显示背光源领域前景广阔。但是,影响量子点寿命的因素很多,如温度、水氧等,严重阻碍了其推广应用。目前,水氧对量子点光衰性能影响的研究较少,本文旨在研究无机氧化物薄膜阻隔层对量子点光衰性能的影响。量子点成膜后表面溅射Al2O3、SiO2水氧隔离薄膜,蓝光LED激发绿光量子点,研究其光衰性能。结果表明,与无隔离膜的样品相比,单层SiO2薄膜的样品光衰性能有所改善;双层的SiO2薄膜及SiO2/Al2O3复合薄膜,可以有效地减小薄膜孔洞大小和孔洞密度,阻隔水氧的进入,抑制量子点的光衰减,提高量子点寿命。     

Micro LED微显示芯片制备技术

Micro LED微显示技术是将传统LED薄膜化、微小化和矩阵化,像素点距离从毫米级降至微米级,并在一个芯片上高度集成的固体自发光显示技术,因其低功耗、响应快、寿命长、发光效率高等特点,被视为一种独特的显示面板技术。本文主要介绍了Micro LED微显示芯片的制备技术,包括芯片结构设计、制备技术优化、光电集成芯片制备技术、巨量转移技术,最后介绍了芯片小型化效应。     

Light-extraction mechanisms in high-efficiency surface-texturedlight-emitting diodes

We present a detailed quantitative analysis of the light extraction and loss mechanisms in high-efficiency GaAs-AlGaAs surface-textured thin-film light-emitting diodes (LEDs). The analysis is based on a Monte Carlo simulation. Most input parameters, including scattering of photons at the textured surface, sub-bandgap absorption, and absorption at the metal mirror are obtained from experiments or from literature. The simulation also takes into account the effect of photon recycling and the realistic geometry of the diodes. The only remaining fitting parameter is the internal quantum efficiency, which is deduced to be about 80% at room temperature for the experimentally realized 850-nm LEDs with an external quantum efficiency of 44%. The analysis shows further that the most important loss mechanism is reabsorption in the active layer, and in particular in those parts of the active layer that are not electrically pumped. This conclusion is also valid for other types of high-efficiency LEDs. We could furthermore verify the validity of the Monte-Carlo simulation results by conducting experiments at low temperatures, where nonradiative recombination processes are reduced, resulting in the internal quantum efficiency approaching unity. The measured external quantum efficiency at 90 K is 68%, which is close to the theoretically predicted efficiency for a perfect active layer. The results demonstrate that the light extraction from surface-textured LEDs is fully understood and can be quantitatively modeled by a simple raytracing algorithm     

远程荧光LED器件影响因素研究

远程荧光技术是传统LED封装散热不良问题的解决方法之一。本文用红色和黄色荧光粉以及光固化树脂,通过光同化方式制备了荧光转换膜,并制备了简单的远程白光LED器件,研究了荧光粉组成、芯片与荧光转换膜的距离及输入电流对远程自光LED器件光学特性的影响,实验结果表明,荧光粉的组成比例对显色指数,色温等都有影响,而荧光转换膜与芯片的距离以及输入电流对器件的光学特性影响不大。本实验还通过添加光扩散剂解决了白光LED芯片发光刺眼问题。研究结果可为新型白光LED的结构设计提供参考。     

荧光粉在高显色白光LED中的应用技术研究

采用蓝光LED芯片作为激发光源,通过封装试验研究了荧光粉发射波段、蓝光芯片波段、白光LED色温和显色指数的关联性。在分析单一组分荧光粉制作的白光LED的基础上,进一步对双组分荧光粉方案进行了试验研究。结果表明当采用绿光荧光粉配合橙黄光荧光粉的双组分方案后,在光效较普通白光LED下降幅度小于15％的情况下,显色指数Ra得到显著提升（86．7）。     

GaN基LED能效的研究进展

目前GaN已成为制作发光二极管(light emitting diode,LED)的主流材料,GaN基LED在照明和超越照明应用中占有不可替代的重要地位。随着LED外延和芯片技术的提升,LED的能效也得到了快速的提升。本文介绍了影响LED光源能效的因素;叙述了影响LED能效的内量子效率(internal quantum efficiency,IQE)和外量子效率(external quantum efficiency,EQE)的提升技术,阐述了GaN基LED能效的提升进程,最后对LED能效的未来发展进行了总结与展望。     

温控触摸型LED工业X射线观片灯

无损检测行业中应用最广泛的是射线检测方法,而观片灯则是射线检测中最常用的设备之一.LED光源具有调光方便简洁,高亮度、寿命长、节能、环保等特点;电容式触摸输入方式工艺成本低、按键美观、寿命长、触摸检测方便和硬件免维护等特点,这些将成为工业观片灯发展的必然趋势.该观片灯选用高亮度LED作为光源,选择可以PWM调光的PT4115作为LED驱动芯片,采用电容式触摸按键作为人机交互,并且带有温度检测装置用于散热风扇的自动调速.电容式触摸按键控制观片灯的工作模式切换和LED的词光,克服了以往以电位器调光易坏的缺陷,因而被广泛应用.     

LED散热用镜面铝不同表面处理的性能

为改善LED散热基板铝材的高温下反射率衰减、防硫化性、表面镀层粘接力。本文采用阳极氧化和、电镀以及溅射工艺在纯铝基材表面制备Nb2O5和Al2O3镀层作为铝材表面的防氧化层,将该镀层结构在LED灯光照射下180℃高温持续2000 h下的全反射率、450 nm、550 nm单波长的反射率和防硫化以及镀层结合力测试,并与目前常用的SiO2和TiO2,TiO2和Al2O3两种防氧化镀层进行对比研究。采用Nb2O5和Al2O3镀层处理的镜面铝在LED灯光照射下180℃高温持续2000 h全反射衰减3.6%,450 nm单波长反射率测试衰减4.38%,550 nm单波长反射率衰减3.5%,防硫化性能优异,镀层粘接力优异,3M胶带测试无镀层脱落;采用TiO2和SiO2镀层处理的镜面铝全反射衰减26.5%,450 nm单波长反射率测试衰减31%,550 nm单波长反射率衰减27%,防硫化性能差,镀层粘接力差,3M胶带测试镀层脱落;采用TiO2和Al2O3镀层处理的镜面铝全反射衰减13.9%,450 nm单波长反射率测试衰减16.2%,550 nm单波长反射率衰减13.8%,防硫化性能较差,镀层粘接力差较差,3M胶带测试镀层轻微脱落。实验结果表明,由Al2O3和Nb2O5作为防氧化层的镜面铝基板可有效改善基板在防硫化、高温反射衰减、镀层粘接力方面的性能。