发光二极管灯具鳍片式散热结构

为了提高发光二极管（LED）灯具的性能,依据LED散热指标,计算了散热面积,建立了LED鳍片式散热模型,最终利用ANSYS软件对其进行了仿真。研究结果表明：当鳍片间距与鳍片厚度比为3∶2、底座厚度与鳍片厚度为1∶1时,散热效果最好;随着鳍片数目和鳍片高度的增加,散热效果也有所增强。     

应用于LED灯具散热的平板热管传热特性

平板热管作为一种新型的热管技术,具有高热导率,良好的均温性等优点,成为解决大功率LED散热问题很有前途的技术之一。本文通过实验与数值模拟相结合的方法,研究了平板热管散热模组的传热性能,探讨了热源布置方式(集中式布置与分散式布置)的影响,为LED芯片的布置提供理论指导。结果表明:该平板热管散热模组的散热效果良好,能有效解决LED灯的散热问题。     

两种不同结构的蓝色有机发光二极管

制备了两种不同结构的蓝色发光器件。其中阻挡层结构的器件为：ITO／CuPc/NPB/TPBi/Alq/MgAg;夹心型结构的器件为：ITO／CuPc/NPB/DPVBi:perylene/Alq/MgAg。两种器件的发射光谱分别为NPB和perylene的特征光谱,最高亮度和最大效率分别为3700cd/cm^2、6123cd/cm^2和0.781m/W,0.831m/W。然而,两种器件稳定性差异较大。用能级结构图分析了两种器件的发光特性和稳定性差异的原因。     

InGaN基发光二极管和激光二极管

在InGaN发光二极管中,尽管存在着大量的位错,但其效率还是相当高的.用InGaN作为有源层是很重要的.在InGaN基LED的情况下,为产生光发射需要较高的激发功率.横向大面积外延生长的GaN激光二极管(LDs)是在厚的GaN衬底上外延制备成的.在温度250℃、30mW输出的连续工作状态下,其工作电流小于42mA,600℃、30mW输出的连续工作状态下的寿命约为15 000小时.这些结果表明,螺旋位错密度的降低延长了激光二极管的寿命.此外,良好的散热也是很重要的.     

电极结构优化对大功率GaN基发光二极管性能的影响

在台面结构的GaN基发光二极管(LED)里，电流要侧向传输，当尺寸与电流密度加大之后，由于n型GaN层和下限制层的横向电阻不能忽略，造成了横向电流分布不均匀.通过优化电极结构，以减小电流横向传输距离，制作出两种不同电极结构的大功率GaN基倒装LED.通过比较这两种不同电极结构的GaN基倒装大功率LED的电、光性能，发现在350mA正向电流下，插指电极结构的倒装大功率GaN基LED的正向电压为3.35V，比环形插指电极结构的倒装大功率GaN基LED高0.15V.尽管环形插指电极结构GaN基LED的发光面积略小于插指电极结构GaN基LED，但在大电流下，环形插指电极结构倒装GaN基LED的光输出功率比插指电极结构的倒装大功率LED的光输出功率大.并且在大电流下，环形插指电极结构的倒装大功率LED光输出功率饱和速度慢，而插指电极结构的倒装大功率LED光输出功率饱和明显.这说明优化电极结构能提高电流扩展均匀性，减小焦耳热的产生，改善GaN基LED的性能.     

窗口吸收区结构超辐射发光二极管的优化设计与特性研究

本文从理论上对1.3μm InGaAsP/InP窗口吸收区结构超辐射发光二极管进行了优化设计.并在考虑增益饱和和热效应的条件下,用耦合速率方程模拟计算了该结构超辐射发光二极管的功率输出特性.分析研究了窗口区长、泵浦区长、有源层厚度和输出腔面反射率对其输出特性的影响.研究结果表明,由于窗口吸收区的有效散射和吸收,很好地抑制了F-P受激振荡,可用于实现高性能超辐射发光二极管.     

双层光子晶体氮化镓蓝光发光二极管结构优化的研究

为了提升氮化镓(GaN)蓝光发光二极管(LED)光提取效率, 设计了双层光子晶体LED模型. 提出等效折射率近似方法, 简化求解了结构中的介质波导模式分布. 从而对模型中顶层光子晶体刻蚀深度d, 嵌入式光子晶体厚度T及其距有源层距离D等结构参数进行了优化. 同时利用时域有限差分方法对优化结果进行了验证. 相比其他仿真方法, 模式分析极大地减少了对LED建模优化的计算复杂度, 同时从理论上阐明了不同结构参数变化引起LED光提取效率改变的原因. 研究发现, 当顶层光子晶体满足d ≈ λ / n_PhCs 时, 结构内大部分高阶导模尚未被截断但源区能量向低阶导模的转化被有效抑制, 光提取效率给出极大值. 嵌入式光子晶体的引入将激发覆盖层模式, 当满足100 nm≤ T ≤ 300 nm且100 nm≤ D ≤ 200 nm 时, 覆盖层模式可以从有源层获得较大能量并有效地与顶层光子晶体耦合, 极大地提升了光提取效率. 本文优化结果使得LED光提取效率提升了4倍, 对高性能GaN蓝光LED的设计制造具有重要意义.     

大功率全方位反射镜发光二极管性能研究

在现有工艺条件下通过简单工艺实现大功率GaN基多量子阱全方位反射镜(ODR)发光二极管(LED)的研制,并对试制LED样品进行了光学、电学和色参数三个方面性能测试.测试结果发现,ODR芯片比普通芯片的光强提高了244 mcd,极大提高了发光强度;ODR LED光通量、光效、色纯度比普通LED分别提高了6.04%,5.74%,78.64%.ODR LED具有绝对优势是其色温要比普通LED的色温低1804 K,明显改善大功率LED的色温缺陷. 关键词： 发光二极管 ODR 色温     

近紫外380nm发光二极管的量子阱结构优化

模拟分析了有源区不同垒层对380 nm近紫外发光二极管的内量子效率、电子空穴浓度分布、辐射复合效率等产生的影响。有源区垒层材料分别选用GaN、Al0.1Ga0.9N、Al0.1Ga0.9N/Al0.15Ga0.85N/Al0.1Ga0.9N,其中3层AlGaN的厚度比分别为6 nm/8 nm/6 nm和7 nm/6 nm/7 nm。对比分析发现,与GaN垒层相比,选用AlGaN系列垒层可以将更多的载流子限制在有源区内,空穴浓度可以提高近一个数量级,辐射复合效率可以提高2～10倍;3层AlGaN垒层相对于单一AlGaN垒层,载流子分布更加均匀,辐射复合效率可以提高7倍以上,内量子效率可以提高14.5%;采用不同厚度比的3层AlGaN垒层结构可以微调能带的倾斜程度,进一步减小极化效应。可以调节合适的厚度比减小极化效应对于载流子分布及内量子效率的影响。     

Effect of surface treatment of GaN based light emitting diode wafers on the leakage current of light emitting diode devices

To form low-resistance Ohmic contact to p-type GaN, InGaN/GaN multiple quantum well light emitting diode wafers are treated with boiled aqua regia prior to Ni/Au (5~nm/5~nm) film deposition. The surface morphology of wafers and the current--voltage characteristics of fabricated light emitting diode devices are investigated. It is shown that surface treatment with boiled aqua regia could effectively remove oxide from the surface of the p-GaN layer, and reveal defect-pits whose density is almost the same as the screw dislocation density estimated by x-ray rocking curve measurement. It suggests that the metal atoms of the Ni/Au transparent electrode of light emitting diode devices may diffuse into the p-GaN layer along threading dislocation lines and form additional leakage current channels. Therefore, the surface treatment time with boiled aqua regia should not be too long so as to avoid the increase of threading dislocation-induced leakage current and the degradation of electrical properties of light emitting diodes.     

光子晶体发光二极管

利用光子晶体的光子禁带和光栅衍射效应可以提高LED的出光效率,扩大LED的应用范围。总结了光子晶体发光二极管的原理和典型器件。通过比较表明,与光子禁带效应相比,利用光栅衍射效应提高LED出光效率的方法更适用于电注入发光。因此可望用更廉价的方法在LED表面制造光子晶体,可通过光栅衍射效应来有效地提高其出光效率。     

Pure red emission of dye-doped organic molecules from microcavity organic light emitting diode

Organic red emitting diode was fabricated by using 4-dicyanomethylene-2-methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1 H,5H-benzo[ij]quinolizin-8-yl)vinyl]-4H-pyran (DCM)-doped tri-(8-quinolitolato) aluminum (Alq₃) as emitter with the structure of G/ITO/NPB(25 nm)/DCM:Alq₃(55 nm)/Alq₃(20 nm)/LiF (1.2 nm)/Al(84 nm), (glass/indium–tin-oxide/4,4-bis-[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl, G/ITO/NPB), the wavelength of the maximal emission of which is 615 nm. By introducing cavity to Organic light emitting diode (OLED), we got pure red emitting diode with wavelength of the maximal emission of 621 nm and full-width at half-maximum (FWHM) of 27 nm. As far as we know, it is the best result in the dye-doped organic red emitting diode. We also made a device of G/ITO/NPB(25 nm)/DCM:Alq₃(29 nm)/DCM:PBD(26 nm)/Alq₃(20 nm)/LiF(1.2 nm)/Al(84 nm), in order to compare the performance of Alq₃ with that of 2-(4-biphenylyl)-5-(4-t-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole (PBD) as host material. It was found that the performance of device A is better than that of C both in brightness and color purity,as well as in EL efficiency.     

室内可见光通信发光二极管阵列发射性能的研究

提出了一种基于Lambert辐射模型的发光二极管光源阵列发射天线光照度计算模型,对室内可见光通信发射天线进行了优化设计.分析了光源的空间分布形式、光源间距、光源中心光束与系统光轴夹角以及空间分布层间距等因素对光照度均匀性的影响.通过仿真模拟和分析,得到了圆形阵列天线在照度均匀性和通信传输信号稳定性方面都优于相同光源数目的矩形阵列天线,并且提高了10%左右;同时得出了在满足室内照明情形下,发光二极管阵列发射天线照度均匀度随光源间距及光源中心光束与系统光轴夹角的增加均呈现出先增加后减小的变化趋势,因此,光源间距和光源中心光束与系统光轴夹角均存在最优值;照度均匀度随空间分布层间距的减小而增加,并给出了5 m×5 m×3 m普通房间内发射天线阵列设计参数的最优值,使发射性能得到了优化,同时节省光源数13%,降低了成本.这些研究为发射天线系统的设计提供了理论依据,具有实用价值.     

基于缺陷光子晶体结构的GaN基发光二极管光提取效率的有关研究

现有的研究表明,利用光子晶体可以有效提高发光二极管的光提取效率.由于在制造时光子晶体中可能会存在缺陷和错位,本文基于时域有限差分法对光子晶体中的缺陷和错位对发光二极管发光效率的影响进行了研究.数值仿真结果表明,光子晶体中少量缺陷或者微小错位并不会降低发光二极管的光提取效率,其中某些缺陷反而能增强光子晶体发光二极管的光提取效率.本文对其物理机理给出了详细的理论分析,并设计了一种具有缺陷的光于晶体,在未刻蚀到有源层(离有源层20 nm)的情况下,其光提取效率达到了完美光子晶体的1.6倍.通过对这种缺陷光子晶体的空间频谱分析可知,可以通过设计具有特殊空间频谱分布的光子晶体来提高发光二极管的发光效率,这对设计高光提取效率的光子晶体结构和制造高效率的发光二极管有指导意义.     

热真空环境下LED发光效率的实验研究

为了研究LED的发光效率在实际空间环境下的变化,对LED的发光效率在热真空环境下进行实验研究,测定LED光学样机在大气环境中以及在热真空环境中的温升及硅光电池电流变化情况,并分析其结点温度与光强的对应关系,得出LED的输出光效随着结点温度的升高而降低的结论。分析比较了在大气、热真空环境条件下的光效输出随结点温度变化的异同,验证了在大气中比在真空环境中光效下降较慢。     

The luminescence properties of Er-doped and Er-Tm-co-doped phosphate glasses for white light emitting diode

Phosphate glasses and glass ceramics doped with Er³⁺ and co-doped with Er³⁺-Tm³⁺ are presented in this work. The luminescence properties have been characterized by absorption, excitation and emission spectra. All samples excited by blue light could emit a combination of blue/green/orange/red wavelength giving white light. For Er³⁺-doped glasses, a self-quenching effect has been obtained and an adjustable tune comes out after crystallization. For co-doped glasses, the red emission at 651 nm has been enhanced due to the existence of Tm³⁺, which could be relative to both the overlapped emissions and the energy transfer from Tm³⁺ to Er³⁺.     

带介质分布式Bragg反射镜结构高性能共振腔发光二极管的研究

采用等离子体增强化学气相沉积高低频交替生长法生长了SiO₂/Si₃N₄透明介质分布式Bragg反射镜(DDBR), 提出了对DDBR采用干、湿法并用的腐蚀方法. 采用传输矩阵法理论分析了DDBR, 得出了为满足出光增益要求的反射率和DDBR结构. 使用光致发光(PL)谱仪测量分析了DDBR反射谱和光致发光谱, 获得了使光致发光谱辐射增强的DDBR结构, 在整个光致发光谱380–780 nm波段, 整体辐射增强1.058倍, 在谐振波长处辐射增强1.5倍, 半峰全宽值由23 nm变窄为10.5 nm, 获得了很好的光谱纯度. 利用最优DDBR结构制成了高性能共振腔发光二极管器件, 与普通结构相比, 实现了低开启电压1.78 V; 在20 mA注入电流下, 轴向光强提高了20%, 光功率和光效分别提高了27.7%和26.8%, 光功率衰减缓慢; 在0–100 mA注入电流下, 没有明显的下降趋势, 表现出了良好的温度稳定性. 关键词： 发光二极管 共振腔 介质分布式布拉格反射镜 辐射增强     

基于电容和电导特性分析GaN蓝光发光二极管老化机理

采用正向交流小信号方法测试和分析老化前后GaN发光二极管（LED）的电容-电压特性,结合串联电阻、理想因子、隧穿电流参数讨论负电容以及电导变化情况.基于L-V曲线定性分析老化前后负电容的阈值电压,老化之后样管的受主浓度降低,辐射复合概率下降,大量缺陷以及非辐射复合中心出现,对载流子俘获作用增强,造成负电容降低.反向偏压以及小正向偏压下,隧穿效应导致老化之后样管的电导增大;正向偏压大于2.2 V区域,考虑串联电阻效应,老化后样管电导减小.在分析LED电容-电压、光输出、电学特性曲线与老化机理基础上,通过实验论证以及理论解释表明,负电容以及电导特性可作为分析LED老化特性的参考依据. 关键词： GaN发光二极管 负电容 电导 老化机理