浅析LED三要素:IQE、LEE与EQE

时间:2021-05-23作者:佚名

一.IQE、LEE与EQE定义

首先给出内量子效率(IQE:Internal Quantum Efficiency )、光析出率(LEE:Light Extraction Efficiency)与外量子效率(EQE:External Quantum Efficiency)参数的定义与表达如下:

IQE=单位时间内有源层发射的光子数/单位时间内注入到有源层的电子子数=(Pint/(hv))/(I/e) (1.1)

LEE=单位时间内出射到空间的光子数/单位时间内从有源层内出射的光子数=(P/(hv))/=(Pint/(hv)) (1.2)

EQE=单位时间内出射到空间的光子数/单位时间内注入到有源层的电子子数=(P/(hv))/(I/e)=IQE*LEE (1.3)

其中,Pint是有源区内发射出的光功率,I为注入电流,P是发射到自由空间的光功率。内量子效率表征了LED有源区将注入的电能转化为光能的能力;光提取效率表征了LED有源区将产生的光能发射出去的能力;外量子效率表征了LED将电能转化为外界可见光能的能力,外量子效率越高则发光效率越高。对于理想LED器件,此三个参数均为1,即可将注入的电能完全转化为外界可见的光能。

二.影响IQE、LEE与EQE因素

外延层中的缺陷限制了LED的IQE。从发光二极管的工作原理我们得知,发光二极管是靠电子与空穴的辐射复合发光。但电子与空穴还存在另外一种复合机制——非辐射复合,见图1。当电子与空穴发生非辐射复合时,多余的能量以声子的形式传递给附近的原子,增加了原子的动能。宏观上讲,使得LED温度升高。

非辐射复合与外延层中的缺陷有关。当外延层中存在缺陷时,在缺陷处会形成复合中心,在该复合中心处更容易发生非辐射复合。缺陷密度越高,此种复合中心也越多,则会有更多的复合载流子发生非辐射复合。因此,在缺陷集中地区域,发光强度较弱。而对LED的LEE限制因素是材料的折射率

浅析LED三要素:IQE、LEE与EQE

浅析LED三要素:IQE、LEE与EQE

图1

当光线从高折射率的物质向低折射率的物质入射时,由Snell定律可知,若入射角过大,会发生全反射。发生全反射时,光线无法进入低折射率的物质,只有入射角度小于全反射临界角的光线才能低折射率的物质而发射出去时。因此,全反射降低了光提取效率,LED芯片内部的光线只有一部分能发射出去。(注:上述引自我一哥们的论文,他引自重呵呵)。

对于蓝宝石基GaN多量子阱结构LED,蓝宝石、GaN与空气的折射率分别为1.7、2.5与1,从而导致光子从GaN材料到空气的逃逸角(未封装的情况下)仅有23°,LEE仅有5%。

考虑电极以及封装等引起的损耗,EQE还需要在式1.3乘以一个小于1的系数。

三. 对IQE、LEE以及EQE的提高

相关阅读

巧娱患者心:LED病房照明

提到病房照明设计,除了要满足治疗,护理及病员康复的综合要求,还需考虑诸多因素。如:照明灯光不应对病员产生眩光;顶灯不宜安装在病床的正上方;需设置地脚夜灯供夜间医护人...
2021-05-23
巧娱患者心:LED病房照明

食物保鲜有新招:LED蓝光有超强杀菌效果

新加坡国立大学的一个研究团队的最新研究发现,蓝色LED可能成为一种不含化学物质的食物保鲜法。 科学家们表示,使用这种方法的最佳条件是4-15℃下,pH 4.5的弱酸环境。刚切开的水...
2021-05-23
食物保鲜有新招:LED蓝光有超强杀菌效果

新加坡团队研发出超薄LED,有助未来通讯技术

新加坡国立大学科学家研发出节能的超薄发光二极管(Llight Emitting Diode,LED),有望应用于下一代通讯技术。 对讯息处理技术而言,将电讯号(Electrical)完整地转换成光讯号(Optical...
2021-05-23
新加坡团队研发出超薄LED,有助未来通讯技术

智能光电材料与传感技术研究获重要进展

近日,中国计量大学光电学院和深圳大学物理与光电工程学院、香港理工大学应用物理学系开展合作,在智能光电材料与传感技术领域取得重要进展。中国计量大学赵英杰在教授白功勋...
2021-05-23
智能光电材料与传感技术研究获重要进展

山形大学《AOM》:证明了配体交换和钝化层能够提高LED效率

金属卤化物钙钛矿型纳米晶(NCs)具有高的光致发光量子产率(PLQY)和高色纯度,是一种很有前途的发光器件材料。然而,发射波长低于470 nm的蓝色钙钛矿发光二极管需要进一步研究,...
2021-05-23
山形大学《AOM》:证明了配体交换和钝化层能够提高LED效率

热销商品

广东珠江电线电缆阻燃国标定制BYJBV BVR YJV YJY RVV RVS RV KVV

广东珠江电线电缆,专注于阻燃国标定制,产品涵盖BYJBVBVRYJVYJYRVVRVSRVKVV等多种规格。我们采用先进生产技术,严格遵循国家标准,确保产品质量可靠、性能稳定。产品适...
1

304不锈钢连胶条喉箍R型固定夹管夹U型电缆电线连胶条卡箍橡胶减

304不锈钢连胶条喉箍R型固定夹管夹U型电缆电线连胶条卡箍橡胶减震,是一种高效、耐用的管路连接解决方案。该产品采用高品质304不锈钢材料,具有优异的耐腐蚀性和强度...
0.29

led轨道射灯超亮节能商用展厅商场超市背景墙20w30w40w导轨灯

LED轨道射灯是一种高效能的照明设备,广泛应用于商业展厅、商场超市等场所的背景墙照明。其特点包括超亮节能和商用适用性。 20W、30W和40W三种规格的LED轨道射灯,...
17.82

12V星空顶筒灯嵌入式阳台卧室客厅氛围迷你呼吸小射灯满天星天花

12V星空顶筒灯是一款专为营造浪漫氛围而设计的迷你嵌入式射灯,适用于阳台、卧室、客厅等空间。采用低功耗LED光源,安全节能,光线柔和均匀,支持呼吸模式与满天星效果,可...
7.92

电刷盖子碳刷盖塑料盖电锤磨光机电锯切割机手电钻角磨机电镐电钻

电刷盖子、碳刷盖、塑料盖、电锤磨光机、电锯切割机、手电钻和角磨机电镐等,是现代家庭和工业环境中不可或缺的工具。这些设备通过电力驱动,能够完成多种作业,如钻孔...
0.25

网站栏目