用微结构改进InGaAIP量子阱发光二极管的出光强度

针对半导体发光二极管（LED）出光效率低下的问题，提出了一个在LED顶部引入周期性微结构的新设想。根据这一设想，采用简单的微加工技术研制成功带有环形槽微结构的圆台形InGaAIP量子阱LED。结果表明，这种新型LED在竖直方向的出射光强比不带微结构的LED有明显增强。这一成功为改进发光二极管的出光效率提供了新的途径。     

LED强化出光技术研究进展

发光二极管LED(Light Emitting diode)具有节能、环保、寿命长三大优势,被誉为第4代照明光源,但其发光效率,有待进一步提高,导致发光效率损失的主要原因是光提取效率较低,由于半导体材料的折射率较高袁大部分辐射光线在芯片内部产生全反射,最终被吸收转化成热量。为了提升LED的光提取效率袁目前采用的主要方法包括在芯片各表面加工强化出光微结构、改变芯片形状以及改善封装结构与材料3个方面。文章详细分析了各种强化出光方法的原理尧研究方法及其研究成果,并展望了未来的发展趋势援。     

不同结构参数氮化镓基发光二极管芯片出光的蒙特卡罗方法模拟

发光二极管(LED)具有诸多优点,被人们看作是下一代照明器件.为了提高LED的光提取效率,使用蒙特卡罗方法,通过计算机编程,模拟了正装GaN基发光二极管芯片出光,分析考察了影响光提取效率的因素.结果表明,光提取效率随着封装材料折射率的增大而明显提高的现象仅发生在低于透明导电薄膜折射率的区间,过度提高封装材料的折射率对提高光提取效率并非有利;随着蓝宝石衬底厚度的增加,光提取效率曲线迅速上升并趋于平缓;此外,低吸收系数的透明导电薄膜、高反射率的反射镜亦可以显著提高LED光提取效率.     

提高GaN基发光二极管光提取效率技术

基于氮化物GaN的发光二极管为全彩色发光二极管显示屏和白光光源提供了新机遇。由于全内反射引起的低光提取效率,在分析了现有的提高光提取效率技术的基础上,采用在GaN基和图形化蓝宝石衬底上嵌入气隙光子晶体,减少线程错位,实验结果显示该方法明显提高了LED光提取效率。     

AlGaN基紫外LED外延结构及其光学性能研究

氮化铝(AlN)作为一种宽带隙半导体,具有优异的物理和化学性能,在紫外发光二极管(Light Emitting Diode, LED)领域有着广泛的应用。同样,发展较为成熟的氮化镓(GaN)在该领域也有着不可替代的作用。而高性能的器件需要有良好的外延层。AlGaN基紫外LED外延层的传统制备方法是采用金属有机化学气相沉积法(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD),但是由于该方法中存在着强烈的预反应和Al原子本身迁移速率慢等原因,导致外延层中出现大量缺陷,使得紫外LED器件的性能降低。此外,由于不同材料以及材料与空气的折射率存在差异,使得光难以逃逸到外界,大部分光被局域在芯片内部,从而降低光提取效率以及光强。为了提高器件的光学性能,一种新的紫外LED结构被提出,文章采用时域有限差分模拟(Finite Difference Time Domain, FDTD)软件对该外延结构的光提取效率和出光强度进行了仿真。研究发现,与传统的LED结构相比,新型紫外LED结构的横磁波(TM)光模式和横电波(TE)光模式的光提取效率分别提高了19.1%...     

大功率白光LED倒装焊方法研究

介绍了一种大功率、高亮度LED倒装散热封装技术。采用背面出光的蓝宝石LED芯片，倒装焊接在有静电放电（LED）保护电路的硅基板上。该封装技术针对传统LED出光效率低下和散热问题做出了改进，有效提高了LED芯片的寿命，降低了制造成本。     

聚光腔参数优化提升LED发光效率的研究

提出一种改变LED聚光腔的出光角度来提高单体发光效率的方法,通过建立LED模型,根据半导体产业SMT过程中的相关参数限定,运用tracepro来仿真模拟聚光腔角度改变对LED发光效率影响的关系,从而找到最佳的角度优化参数,研究表明,聚光腔出光角度的变化可以有效的影响LED单体的发光效率,在背光源领域广泛使用的3020型LED做以验证,在同等条件下发光效率可以提升9.32%.     

图案化基板LED中荧光粉对光学性能的影响

采用基板上加倒锥形图案化的新型封装方式,用蒙特卡洛光线追迹法仿真保形涂覆荧光粉体积比和厚度变化时,发光二极管(LED)光源光色品质的变化.仿真结果表明:LED光源的出光效率在图案化倾斜角α为30°,45°时,出光效率的提升量最大;α为45°时,传统平面封装光源的空间颜色均匀性最大优化幅度分别为9.1%,8.4%;荧光粉厚度、体积比不变时,颜色均匀性相对于传统平面封装光源的优化幅度最大为11.1%,10.4%,光源的色温差值最大减小1 006,1 319 K;在厚度、体积比参数中任选一个进行优化,均可改善LED产品的颜色均匀性,而优化图案化结构可使空间颜色均匀性更明显地提高.     

基于光学仿真Tracepro软件对多面微结构导光板光学性能的研究

导光板是液晶显示器重要的组成元件之一，光线从侧面耦合进入导光板时，导光板表面的微结构会改变光线的传播路径，使其从导光板出光面（正面）均匀出光，因此导光板表面的微结构是实现均匀出光的关键。基于光学仿真Tracepro软件进行导光板表面的微结构的设计，在保证出光效率的基础上，使导光板的照度均匀度由54.3%提高至80.8%；并且在照度均匀度为80%左右的基础上，在出光面添加微结构，使得出光效率提高至60%。最后采用底面网点微结构远光源处密度大于近光源处密度的排列方式，使得导光板的照度均匀度得到明显提升，最大达到90.2%。     

科技新知

半导体照明孕育着照明革命发光二极管360度空间照射半导体照明正孕育着新一轮照明革命。4月初,记者在深圳广社公司陈建伟的“LED(发光二极管)光电实验室”看到,一颗豆大的LED竟将实验室四周均匀地照亮。据称,这是世界上第一颗360度(体发光)高效能白光LED,它改变了白光LED单向发光特性。这是受昆虫复眼启发的一项发明。     

发光二极管照明供电方式的研究

近年来高光效、高亮度的白光LED的开发成功,使得LED在照明领域的应用成为可能。LED将发展成第四代光源,即半导体照明。进入半导体照明时代一方面要加强LED的机理工艺的研究,提高LED的效率,降低成本,另一方面由于LED的伏安特性,光电特性的复杂性、非线性对发光二极管照明系统的供电方式也应进一步地进行研究,才能够达到能的合理利用,使整个照明系统的效率达到最高,前者研究的人较多而后者目前还很少有人研究,本文针对LED照明的供电问题进行了研究对提高LED的供电效率及稳定性提出了相应的解决方法。     

大功率LED灯具研究进展

发光二极管(LED)作为新一代的光源,具有寿命长、转换效率高、节能环保等优良特性,然而目前的大功率白光LED受到转换效率低和可靠性差等问题的制约。从荧光材料、封装技术、散热技术、驱动电源4个方面入手,对当前大功率LED的研究进展和未来研究方法进行评述。     

基于相对光谱分布的发光二极管光效非接触式检测方法

为了开发一种发光二极管（Light Emitting Diode, LED）光效的非接触式实时检测新方法，采用LED光色电综合测试仪，测量不同电流、不同环境温度下白色LED相对光谱分布和光效，计算蓝白比、蓝光部分质心波长，分析它们与光效之间的关系，得到了一种根据蓝白比和蓝光部分质心波长表征LED光效的方法。研究表明：采用质心波长和蓝白比可以表征LED光效，其平均误差为2 lm/W，符合工程测量准确度要求。可见，本研究对LED产品实际光效的实时测量具有重要意义。     

用视觉功效法探究适用于道路照明的新型光源

应用视觉功效法,采用自行研制的"道路照明反应时间测定仪",分别对高压钠灯(HPS)、发光二极管(LED)及电磁感应灯(LVD)三种光源进行了中间视觉下的反应时间和间接的光谱能量分布实测.并根据实测结果,计算出LED和LVD对HPS的亮度对比系数、相对光效及折算光效,由此得出了LED照明安全及节能效果优于HPS和LVD的结论.对光谱能量分布实测结果进行了分析,指出了三种光源光谱特性的内在关系及异同点,为进一步的理论研究提供了实验依据.     

高亮度LED综述

高亮度LED灯以寿命长、可靠耐用、抗震性好、高效低耗、点亮速度快、体积小、重量轻等优点得到广泛的应用,本文介绍了LED的发展历史及其特点,以及与高亮度LED灯驱动电路设计方法及存在问题,并展望了LED发展未来。     

LED可见光通信系统驱动电路的设计

可见光通信是一种新型的无线通信技术,利用LED实现照明和信号的无线传输,而LED驱动电路对可见光通信系统具有重要作用,影响光源的发光效率和信号的传输距离。通过对LED驱动原理的分析,设计了基于直流驱动和交流驱动的LED可见光通信系统的驱动电路。结果表明,设计的驱动电路可以有效进行信号的无线传输,实现了无线通信和照明功能。     

LED灯泡的光热耦合研究

从LED芯片、LED荧光粉两个方面入手,综述了当前多种LED灯泡光热耦合理论与模型的研究进展,并且对研究方法进行评述,展望了LED灯泡光热耦合的进一步研究方向,对实际研究和应用具有一定作用。     

发光二极管作为组培光源的特性分析与应用

为实现组织培养光源的有效调控，节约组培光照耗能，同时为了解发光二极管（LED）光源对组培苗生长的影响，从LED的光电、衰减、透光特性以及有效发光效能等几个方面对LED作为组培光源进行了特性分析．研究结果表明：LED光源透光性强、衰减有规律，它的光电特性具有良好的线性关系，有效发光效能也明显高于普通日光灯，红、白光LED光源通过电能转化的有效光能达到了日光灯的3倍．同时，通过对光源效果的试验研究，结果表明，蓝光LED光源处理的诸葛菜和油菜组培苗鲜重增量百分数最大，分别达到了595％和490％，碳酸酐酶活性最强，分别达到了227和182WAU g^-1FW．研究结果将为LED作为组培光源的控制提供理论依据．     

带半圆柱微透镜的超薄直下式LED平板灯设计

为了解决传统直下式发光二极管(LED)平板灯厚度大、均匀度较低的缺点,设计一种带半圆柱微透镜的超薄平板灯.该透镜上半部分是竖放的圆柱,下半部分是横放的半圆柱阵列.以一个正六棱柱作为单元模块,通过Tracepro软件及Taguchi实验法进行模拟仿真,对带半圆柱微透镜的半圆柱半径、圆柱厚度、透镜半径及透镜距LED的高度进行优化.结果表明:当半圆柱半径为0.2 mm,透镜半径为1.5 mm,透镜距LED高度为2.5 mm,圆柱厚度为0.5 mm时,其显示效果最好,并设计出一款厚度为15 mm,照度均匀度为95.53%,光效率为95.99%的超薄直下式LED平板灯,该平板灯符合现代超薄、节能的发展要求.