Lichtausbeuteeffizienz von oberflächenmontierten Lampenperlen basierend auf einer neuen Fest-Flüssig-UV-Verkapselung

Abstrakt

Um das Problem der geringen Effizienz von UV-LED-Chips auf AIGaN-Basis anzugehen, wurde in dieser Studie eine Art fest-flüssig verpackter UV-LED-Chip entwickelt und dessen Lichtausgabeeffizienz unter verschiedenen Parametern analysiert. Die Lichtleistungseffizienz von UV-LED-Chips mit und ohne Fest-Flüssigkeit-Verkapselung wurde unter Verwendung verschiedener reflektierender Materialien im Inneren der Chips analysiert. Es wurde festgestellt, dass Au, Ag und reflektierende Materialien mit Totalabsorption die Lichtausbeute von UV-LED-Flüssigkeitsverpackungen nicht verbessern konnten. Darüber hinaus können reflektierende Al-Materialien und photonische Kristalle mit Totalreflexion die Lichtausbeute von UV-LED-Flüssigkeitsverpackungen verbessern, wobei die höchste Effizienzsteigerung über 74 % erreicht. Die Lichtausbeute von Flüssigkeitsverpackungen mit Quarzdeckschichten unterschiedlicher Dicke wurde analysiert; Die Ergebnisse zeigten, dass die Effizienz umso höher war, je dünner die Quarzdeckschicht war. Unter den gleichen Bedingungen ist die Effizienzsteigerung von oberflächenmontierten UV-LED-Perlen bei unterschiedlichen Dicken von Quarzabdeckplatten nicht signifikant; Bei gleicher Dicke der Quarzabdeckung können reflektierendes Al-Material und photonischer Kristall mit Totalreflexion die Lichtausbeute von UV-LED-Flüssigkeitsverpackungen verbessern.

Tabelle 2 Simulierte optische Parameter verschiedener Materialien

Tabelle 3 Simulierte optische Parameter von LEDs unterschiedlicher Größe

Die Strukturen des in dieser Simulation verwendeten UV-Chips und der Patchlampenperle sind in Abbildung 1-3 dargestellt. Der UV-LED-Chip umfasst ein Saphirsubstrat, ein AlGaN-Material vom N-Typ, einen Quantentopf und ein AlGaN-Material vom P-Typ; Die Vorderansicht ist in Abbildung 1 und die Querschnittsansicht in Abbildung 2 dargestellt. Wie in Abbildung 3 dargestellt, umfasst die UV-Patchlampenperle Verpackungsmaterialien, UV-LED-Chips, Füllmaterialien wie Luft oder Wasser und eine Quarzabdeckung von unten nach oben. der Winkel zwischen Innen- und Bodenfläche beträgt 85°.

Abbildung 2 (a) Siliziumdioxid-Glasstruktur für externe Mikroprozessor-Arrays (b) Interne Mikroprozessor-Arrays

Tabelle 5 Die Lichtausbeute der verschiedenen SiO2-Dicken

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