Improving the Light Extraction Efficiency of GaN-Based Light-Emitting Diode

The light extraction efficiency caused by total internal reflection is low. Based on the analysis of the existing technology, a new design scheme is proposed in this paper to improve the light extraction efficiency. The air gap photonic crystal is embedded on the GaN-based patterned sapphire substrate, which can reduce line misalignment and improve light extraction efficiency. The internal structure of the GaN-based LED epitaxial layer is composed of an electron emission layer, a quantum well in the light-emitting recombination region, and an electron blocking layer. Experimental results show that this method significantly improves the extraction efficiency of LED light.

电泵浦有机发光二极管衬底侧向辐射研究

有机发光二极管衬底侧向辐射光谱与正向辐射光谱相比,存在明显的窄化现象。研究影响器件侧向辐射光谱窄化的因素,进一步减小辐射光谱的线宽,可为电泵浦有机发光二极管激光辐射研究打下基础。本文研究了随有机发光二极管空穴传输层NPB厚度的变化,器件衬底侧向辐射光谱的半高宽、峰位以及偏振特性的变化情况。比较了有机发光二极管衬底边缘两侧蒸镀银膜与未蒸镀银膜时的衬底侧向辐射光谱。研究发现蒸镀银膜时有机发光二极管的衬底侧向辐射光谱半高宽变窄,并且当空穴传输层NPB的厚度为130 nm时,器件衬底侧向辐射光谱半高宽低至14 nm。说明器件衬底两侧存在银膜作为反射镜的情况下,衬底中侧向传播的光将受到光学谐振腔的作用。本文的研究结果为有机发光二极管辐射光谱的窄化和辐射光放大提供了一种新思路。

玻璃衬底上制备GaN薄膜的研究进展

近年来,Ga N基发光二极管（LED）的发展异常迅速,以玻璃为衬底的LED具有成本低、可大面积化生产等优点而引起了国内外许多科研机构的广泛研究兴趣。但由于普通玻璃较低的软化温度（500~600℃）以及与Ga N之间存在较大的晶格失配问题,一直阻碍其发展。重点综述了玻璃衬底上生长Ga N薄膜的方法以及改善外延层晶体质量的技术。分别介绍了两种在普通玻璃上生长Ga N的方法,即低温生长和局部加热生长,同时详述了采用缓冲层和横向外延过生长（ELO）技术对外延Ga N晶体质量的影响。对局部加热、ELO等技术在玻璃衬底LED方面的应用进行了分析和预测,认为以玻璃为衬底的LED终会取得快速地发展。

1.3μm-ELED 单模光纤用户环路系统带宽能力分析

该文提出在用户环路中采用１．３μｍ－ＥＬＥＤ单模光纤传输系统的观点，对侧面发光二极管（ＥＬＥＤ）的光谱特性，辐射特性等进行研究，建立了分析１．３μｍ－ＥＬＥＤ单模光纤系统带宽能力的简化理论模型，其计算结果与有关文献给出的结论具有很好的一致性，并讨论了此类系统用于用户环路中的可行性与优越性。

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。

面向微显示的小电流655 nm Micro-RCLED

针对微显示对高外量子效率、低工作电流和稳定光谱波长的红光LED的需求,提出了一种将共振腔发光二极管与AlAs侧向氧化技术相结合的Micro-RCLED。该器件利用共振腔改变有源区自发辐射场的空间分布,将更多的光分布在光提取角之内以提高光提取效率,而且共振腔还有利于输出光谱波长的稳定。AlAs氧化孔对电流的横向限制既有利于降低侧壁的Shockley-Read-Hall非辐射复合,又可减少漏电,从而提高辐射复合效率。另外,P电极出光孔的直径大于AlAs氧化电流注入孔的直径,因此,金属P电极对出射光的吸收可以有效避免。同时,制作了3个并联的655 nm Micro-RCLED,每个单元的出光孔径为17μm。IdV/dI-I曲线的拟合结果表明,120Ω的串联电阻器件在1 mA时的输出光功率为0.21 mW,外部量子效率大于10%,并且可以在低于1μA的注入电流下点亮单个单元。另外,当工作电流密度变化12.5倍时,峰值波长仅增加1.5 nm,光谱的半峰全宽仅增加0.33 nm。这使得RCLED作为单色光源在Micro-LED中的应用成为可能。

具有侧面柱状结构的高压LED芯片制备

设计制作了一种具有侧面柱状结构的高压发光二极管(HV-LED)芯片,与未作侧面柱状结构的HV-LED芯片相比,在正向电流20mA下,其光功率提高了7.6%,而正向电压和波长基本维持不变。对这两种HV-LED芯片的电流和电压以及电流和光功率的关系进行研究。封装白光后的测试结果表明,在色温4 500K、驱动电流20mA下,具有侧面柱状结构的HV-LED芯片光效达125.6lm/W。在标准测试温度为20℃、正向电流为20mA驱动下,具有侧面柱状结构的HV-LED芯片封装老化测试1 000h后,光衰仅为2%。