Mejorando la eficiencia de extracción de luz de microLEDs de película delgada de GaN basados en flip-chip a través de paredes laterales inclinadas y cristales fotónicos
Autores: Liu, Meng; Zheng, Xuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Mejorando la eficiencia de extracción de luz de microLEDs de película delgada de GaN basados en flip-chip a través de paredes laterales inclinadas y cristales fotónicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Baja eficiencia de extracción de luz
Nitruro de galio
Flip-chip de película delgada
Micro-LEDs
Pared lateral inclinada
Cristales fotónicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
La eficiencia de extracción de luz baja (LEE) sigue siendo un cuello de botella crítico en el rendimiento de los microdiodos emisores de luz (micro-LEDs) contemporáneos. Este estudio presenta un enfoque innovador para mejorar la LEE de los micro-LEDs de película delgada basados en nitruro de galio (GaN) mediante la integración de una pared lateral inclinada con cristales fotónicos (PhCs). Las simulaciones tridimensionales de dominio temporal de diferencia finita (FDTD) revelan que el diseño de la pared lateral inclinada aumenta significativamente la probabilidad de escape de la luz, mejorando así la LEE. Además, la estructura de los PhCs mejora aún más la LEE al permitir que más luz se propague en los conos de escape a través de la difracción. Se logran resultados óptimos cuando el ángulo de la pared lateral inclinada es de 28 grados y los PhCs presentan un período de 220 nm, un factor de llenado de 0.8 y una profundidad de 3 m, lo que resulta en una LEE máxima de 36.47%, superando sustancialmente la LEE de los micro-LEDs TFFC planos convencionales. Estos resultados proporcionan valiosas pautas de diseño para el desarrollo de micro-LEDs de GaN de alta eficiencia.
Descripción
La eficiencia de extracción de luz baja (LEE) sigue siendo un cuello de botella crítico en el rendimiento de los microdiodos emisores de luz (micro-LEDs) contemporáneos. Este estudio presenta un enfoque innovador para mejorar la LEE de los micro-LEDs de película delgada basados en nitruro de galio (GaN) mediante la integración de una pared lateral inclinada con cristales fotónicos (PhCs). Las simulaciones tridimensionales de dominio temporal de diferencia finita (FDTD) revelan que el diseño de la pared lateral inclinada aumenta significativamente la probabilidad de escape de la luz, mejorando así la LEE. Además, la estructura de los PhCs mejora aún más la LEE al permitir que más luz se propague en los conos de escape a través de la difracción. Se logran resultados óptimos cuando el ángulo de la pared lateral inclinada es de 28 grados y los PhCs presentan un período de 220 nm, un factor de llenado de 0.8 y una profundidad de 3 m, lo que resulta en una LEE máxima de 36.47%, superando sustancialmente la LEE de los micro-LEDs TFFC planos convencionales. Estos resultados proporcionan valiosas pautas de diseño para el desarrollo de micro-LEDs de GaN de alta eficiencia.