Светодиоды с корпусами из эпоксидной смолы
Использование корпусов куполообразной формы из материалов с высокими значениями показателей преломления позволяет существенно ПОВЫСИТЬ коэффициент оптического вывода светодиодов extract за счет увеличения угла полного внутреннего отражения через верхнюю поверхность полупроводника. Из уравнения (5.22) следует, что отношение коэффициентов оптического вывода светодиодов с эпоксидным корпусом и светодиодов без корпуса определяется выражением
|
(5.37) |
^/ероху 1 COS ip с, epoxy
?7air 1 COS ipCt air
где ipCt epoxy. </?c, air — критические уГЛЫ ПОЛНОГО ВНуТрЄННЄГО ОТ - ражения на границах раздела полупроводник-эпоксидная смола
и полупроводник-воздух. На рис. 5.6 показаны расчетные значения этого отношения при разных показателях преломления эпоксидной смолы. Видно, что при использовании эпоксидного корпуса с показателем преломления 1,5 эффективность стандартного полупроводникового светодиода возрастает в 2-3 раза.
|
Показатель преломления эпоксидной смолы п (-) Рис. 5.6. Светодиод без корпуса (а) и светодиод с куполообразным корпусом из эпоксидной смолы (б) (использование корпуса увеличивает угол вывода излучения); расчетные отношения значений коэффициента оптического вывода светодиода с корпусом из эпоксидной смолы и без него (в). Показатели преломления стандартных эпоксидных смол лежат в интервале 1,4-1,8 (Nuese et al., 1969). |
На рис. 5.6,6 показано, что благодаря куполообразному корпусу из эпоксидной смолы, свет падает на границу раздела эпоксидная смола-воздух под углом около 90°. На этой границе практически не происходит потерь, связанных с полным внутренним отражением. Использование корпусов не только увеличивает внешний квантовый выход излучения светодиодов, но и позволяет изменять пространственное распределение излучения. Так, для создания узконаправленных светодиодов применяют сферические корпуса, играющие роль линз. Поскольку полимеры обладают небольшими показателями преломления, полимерные корпуса незначительно изменяют внешний квантовый выход светодиодов.
В гл. 11 будут рассмотрены корпуса, изготовленные по современным технологиям: 'с градиентным изменением показателя преломления и с высокими (более 2) показателями преломления, рассеивающие излучение.
