基于平面微加工工藝的光子晶體LED研究.pdf

1、發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)是一種電致發(fā)光器件，在普通照明，醫(yī)療照明，通信，平板顯示等領(lǐng)域均有非常廣泛的應(yīng)用。然而，為了使LED完全取代傳統(tǒng)的光源，必須解決其發(fā)光效率低的問(wèn)題。發(fā)光效率低導(dǎo)致成本上升，并且大功率工作時(shí)發(fā)熱量較大，影響燈具的工作壽命。目前，低下的外量子效率(即光提取效率)成為制約LED發(fā)光效率提高的關(guān)鍵因素。因此，如何提高LED的光提取效率成為目前國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)之一。
　　論文首先

2、分析了LED發(fā)光效率低下的原因，并介紹了提高LED光提取效率的幾種方法，基于以上分析，選用在LED結(jié)構(gòu)中加入光子晶體的方法來(lái)提高LED的光提取效率。
　　在光子晶體的研究中，其帶隙結(jié)構(gòu)的研究是必不可少的一部分。論文研究了幾種分析光子晶體帶隙結(jié)構(gòu)的方法，包括平面波法、時(shí)域有限差分法、傳輸矩陣法等。并選取了平面波法和時(shí)域有限差分法兩種方法對(duì)45°斜晶格結(jié)構(gòu)的光子晶體進(jìn)行了帶隙結(jié)構(gòu)的分析，為進(jìn)一步研究PC-LED奠定了理論基礎(chǔ)。

3、　　傳統(tǒng)光子晶體LED制作時(shí)對(duì)晶格的容差很小，因此加工要求很高。論文提出使用Bragg光子晶體覆蓋在LED表面，制作成Bragg PC LED(BPC-LED)的方法。制作BPC-LED時(shí)僅需考慮單個(gè)BPC的制作容差，而無(wú)需考慮各BPC之間的工藝容差問(wèn)題。因此，大為降低了制作工藝要求。針對(duì)BPC結(jié)構(gòu)的特殊性，論文提出了使用平面波法與時(shí)域有限差分法兩種算法聯(lián)合計(jì)算分析其帶隙結(jié)構(gòu)的方法。同時(shí)，論文還使用仿真軟件計(jì)算了BPC對(duì)LED光提取效率