Улучшенные структуры корпусов светодиодов
В работе Ли и др. (Lee et al., 2004) описаны корпуса светодиодов с градиентным изменением показателя преломления, состоящие из нескольких слоев материалов с разными показателями преломления. Слой с наибольшим показателем находится в непосредственном контакте с полупроводниковым кристаллом. Внешние слои корпуса обладают меньшими показателями. Корпуса с градиентным изменением показателя преломления обеспечивают более высокие коэффициенты оптического вывода излучения, чем с корпуса с постоянным показателем преломления.
Иногда в состав материалов для изготовления корпусов светодиодов вводят специальные минеральные добавки, заставляющие свет отражаться, преломляться и рассеиваться, что делает диаграмму направленности излучения круговой и изотропной. В многоцветных светоизлучающих устройствах (например в многокристальных светодиодах белого свечения) такие добавки позволяют получать равномерное распределение цвета. В качестве минеральных добавок, как правило, используются оптически прозрачные вещества — ТЮг, CaF2, ЭЮг, СаСОз и BaS04, показатели преломления которых отличаются от показателя материала корпуса (Reeh et al., 2003).
В работе (Lester et al., 1998) предложено вводить в материалы для корпусов светодиодов наночастицы, имеющие высокий показатель преломления, например оксидов магния, титана, иттрия, циркония, алюминия, GaN, AIN, ZnO, ZnSe. Наночастицы, встроенные в исходный материал (как правило, полимер), не вызывают рассеяния света, если они распределены равномерно и их размер намного меньше длины волны излучения. Показатель преломления материала с введенными наночастицами определяется следующим выражением:
— Ttyiost ' ^host "і" ^папо * Vnano /11 1
П Vhost + Vnano ’ UL1)
где Vbost и Упапо — объемы исходного материала и наночастиц. При большой концентрации наночастиц показатель преломления материала со встроенными наночастицами может намного превышать показатель исходного материала, что увеличивает выходной конус излучения светодиода и повышает его коэффициент оптического вывода.
