为提升GaN基高压LED芯片的出光性能,优化了芯片发光单元之间隔离沟槽的宽度.当隔离沟槽宽度为20 μm时,芯片的电学性能和光学性能最优.当注入电流为20 mA时,正向电压为50.72 V,输出光功率为373.64 mW,电光转换效率为36.83%.采用镜面铝基板和陶瓷基板进行了4颗芯片串联形式的COB封装.镜面铝基板的热导率和反射率均高于陶瓷基板,可提升HV-LED器件在大注入电流和高温时的发光性能.当注入电流为20 mA且基板温度为20 ℃时,镜面铝基板封装的HV-LED器件的正向电压是198.9 V,发光效率达122.2 lm/W.

使用现有生产线上工艺成熟且成本低廉的技术实现ITO粗化以提高GaN基LED蓝光芯片的出光效率是产业界重要的研究课题。本文通过普通光刻技术和湿法腐蚀技术, 实现ITO表面粗化, 有效地提高了LED芯片的输出光功率。输入电流为20 mA时, ITO层制备密集分布的三角周期圆孔阵列后, 芯片输出光功率提升11.4%, 但正向电压升高0.178 V; 微结构优化设计后, 芯片输出光功率提升8.2%, 正向电压仅升高0.044 V。小电流注入时, 密集分布的三角周期圆孔阵列有利于获得较高的输出光功率。大电流注入时, 这种结构将导致电流拥挤, 芯片的电光转化效率衰减严重。经过优化设计后的微结构阵列器件, 具有较高的电注入效率, 因此芯片的出光效率较高且随输入电流的增加而衰减的趋势较慢, 因此更适合大电流下工作。

LED微阵列器件具有体积小、分辨率高、寿命长及耗能低等突出特点。出光效率是该器件的一项重要参数,文中对以AlGaInP外延片为基片的LED微阵列器件的出光效率进行了理论及实验研究。器件的像素周期设计为100 μm×100 μm, 发光单元间的上隔离沟槽宽度为20 μm、深度为25 μm,将在600~650 nm波段具有高反射率的均匀掺单晶硅纳米颗粒的聚酰亚胺作为复合材料来填充上隔离沟槽,将侧面出射的光反射到上表面,实现了相邻两个发光单元之间的光学和电学隔离。分析计算表明,通过填充硅纳米颗粒/聚酰亚胺复合膜材料,使每个发光单元侧面出射光的16.695%反射回窗口层,提高了出光效率。这项研究将有助于提高LED微阵列器件的出光效率。

提出一种用于有机电致发光器件(OLED)的双面对称矩形金属光栅电极, 采用时域有限差分方法(FDTD)模拟研究了OLED中表面等离子体激元的激发和耦合传输的物理规律和物理机制, 详细计算和分析了该光栅结构的周期、槽宽、光栅高度、槽底厚度、入射光的入射角与电极透射效率的关系, 并由此优化了结构的几何参数, 使金属电极的光导出效率相对于通常的金属银层电极增强了1.77倍, 为基于表面等离子体激元的高效光导出器件的优化设计提供了理论依据。