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利用单层密排的纳米球提高发光二极管的出光效率

陈湛旭 万巍 何影记 陈耿炎 陈泳竹

利用单层密排的纳米球提高发光二极管的出光效率

陈湛旭, 万巍, 何影记, 陈耿炎, 陈泳竹
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  • 在发光二极管(LED)的透明电极层上制作单层六角密排的聚苯乙烯(polystyrene, PS) 纳米球, 研究提高GaN基蓝光LED的出光效率. 采用自组装的方法在透明电极铟锡氧化物层上制备了直径分别约为250, 300, 450, 600和950 nm的PS纳米球, 并且开展了电致发光的研究. 结果表明, 在LED的透明电极层上附有PS纳米球能有效地提高LED的出光效率; 当PS纳米球的直径与出射光的波长比较接近时, LED的出光效率最优. 与参考样品相比, 在20 mA和150 mA工作电流下, 附有PS纳米球的样品的发光效率分别增加1.34倍和1.25倍. 三维时域有限差分方法计算表明, 该出光增强主要归因于附有PS纳米球的LED结构可以增大LED结构的光输出临界角, 从而提高LED的出光效率. 因此, 这是一种低成本的实现高效率LED的方法.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11174061, 11404067, 61475038, 11447181)和广东省自然科学基金(批准号: S2013010015795)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-02-26
  • 修回日期:  2015-04-13
  • 刊出日期:  2015-07-05

利用单层密排的纳米球提高发光二极管的出光效率

  • 1. 广东技术师范学院电子与信息学院, 广州 510665;
  • 2. 广东技术师范学院机电学院, 广州 510665
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11174061, 11404067, 61475038, 11447181)和广东省自然科学基金(批准号: S2013010015795)资助的课题.

摘要: 在发光二极管(LED)的透明电极层上制作单层六角密排的聚苯乙烯(polystyrene, PS) 纳米球, 研究提高GaN基蓝光LED的出光效率. 采用自组装的方法在透明电极铟锡氧化物层上制备了直径分别约为250, 300, 450, 600和950 nm的PS纳米球, 并且开展了电致发光的研究. 结果表明, 在LED的透明电极层上附有PS纳米球能有效地提高LED的出光效率; 当PS纳米球的直径与出射光的波长比较接近时, LED的出光效率最优. 与参考样品相比, 在20 mA和150 mA工作电流下, 附有PS纳米球的样品的发光效率分别增加1.34倍和1.25倍. 三维时域有限差分方法计算表明, 该出光增强主要归因于附有PS纳米球的LED结构可以增大LED结构的光输出临界角, 从而提高LED的出光效率. 因此, 这是一种低成本的实现高效率LED的方法.

English Abstract

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