赵见国，张恒，孙智江

（1.海迪科（南通）光电科技有限公司，江苏 南通 226500；2.东南大学先进光子学中心，江苏 南京 210096）

高提取效率大功率LED芯片设计与应用

赵见国1，2，张恒1，2，孙智江1

（1.海迪科（南通）光电科技有限公司，江苏 南通 226500；2.东南大学先进光子学中心，江苏 南京 210096）

大功率LED芯片的发光效率一直受光提取效率的限制，因为芯片半导体材料的折射率大于出射时的介质及空气层，往往导致LED发出的光线在出射时发生全反射现象，有大量的光线反射回LED内部产生热量，严重降低LED的性能。目前的解决方式多是通过表面粗化及图形化蓝宝石衬底（PSS）来提 高LED芯片的光提取效率。本文利用时域有限差分（FDTD）软件算法，通过对大功率LED芯片中不同形状参数的蛾眼结构图形进行数值模拟，寻找最适合的周期性蛾眼微纳结构图形以达到更高的光提取效率。通过仿真对比发现，圆锥图形的蛾眼结构并且图形的宽高分别为1000、500nm时，可以获得最高的光提取效率。

大功率LED芯片；光提取效率 ；FDTD；蛾眼结构

以GaN为代表的第三代半导体发光二极管（LED）自发明以来，以其独特的优势逐渐占领照明市场。相较于传统钨丝灯、荧光灯，LED具有能耗低、产热少、无污染等优良性能，受到了人们的青睐。但是，目前LED的光提取效率还偏低，尤其是出射光线与出射表面夹角较大时，容易发生全反射，导致大量光线全反射回LED内部，产生热量，严重降低LED的性能；而且，当LED注入电流较大时，侧向发光占比更大，会有更大比例的光线全反射回LED内部。……