본 연구에서는 일반적인 구조의 LED와 경사진 구조의 LED에 대하여, 전극이 없을 때와 전극에서 20%의 흡수(80% 반사)가 발생할 때, 그리고 전극에서 60%의 흡수(40% 반사)가 발생할 때로 구분하여, 전극에서의 흡수와 활성 영역의 높이가 광추출 효율 및 평균 광자 진행 거리에 미치는 영향을 조사하고, 활성 영역의 적절한 높이를 제안하였다. 일반적인 LED에서 전극의 흡수가 증가할수록, 광추출 효율은 18%에서 15%, 13%로 낮아지고, 활성 영역의 높이가 두 전극 사이의 정 중앙에 위치할 때 가장 광 추출 효율이 높다. 경사진 구조의 LED에서는 전극의 흡수가 증가할수록, 광추출 효율은 38%에서 33%, 25%로 낮아지고, 활성 영역의 높이가 두 전극 사이의 정 중앙에 위치할 때 가장 광 추출 효율이 높다. 경사진 구조의 LED는 일반적인 LED 보다 광추출 효율을 두 배 이상 높일 수 있다. 이는 전반사에 의해 광자가 칩 내부에 갇히는 현상을 줄여주기 때문이다.
본 연구에서는 일반적인 구조의 LED와 경사진 구조의 LED에 대하여, 전극이 없을 때와 전극에서 20%의 흡수(80% 반사)가 발생할 때, 그리고 전극에서 60%의 흡수(40% 반사)가 발생할 때로 구분하여, 전극에서의 흡수와 활성 영역의 높이가 광추출 효율 및 평균 광자 진행 거리에 미치는 영향을 조사하고, 활성 영역의 적절한 높이를 제안하였다. 일반적인 LED에서 전극의 흡수가 증가할수록, 광추출 효율은 18%에서 15%, 13%로 낮아지고, 활성 영역의 높이가 두 전극 사이의 정 중앙에 위치할 때 가장 광 추출 효율이 높다. 경사진 구조의 LED에서는 전극의 흡수가 증가할수록, 광추출 효율은 38%에서 33%, 25%로 낮아지고, 활성 영역의 높이가 두 전극 사이의 정 중앙에 위치할 때 가장 광 추출 효율이 높다. 경사진 구조의 LED는 일반적인 LED 보다 광추출 효율을 두 배 이상 높일 수 있다. 이는 전반사에 의해 광자가 칩 내부에 갇히는 현상을 줄여주기 때문이다.
In this paper, for the typical LED and the tilted LED, when there is no electrode, when 20% absorption (80% reflection) occurs at the electrode, and when 60% absorption (40% reflection) occurs at the electrode, the effect of the absorption at the electrode and the height of the active region on the ...
In this paper, for the typical LED and the tilted LED, when there is no electrode, when 20% absorption (80% reflection) occurs at the electrode, and when 60% absorption (40% reflection) occurs at the electrode, the effect of the absorption at the electrode and the height of the active region on the photon extraction efficiency and the mean photon path length was investigated, and an appropriate height of the active region was proposed. In a typical LED, as the absorption of the electrode increases, the photon extraction efficiency decreases from 18% to 15% and 13%, and the photon extraction efficiency is highest when the height of the active area is located in the center between the two electrodes. In the tilted LED, as the absorption of the electrode increases, the photon extraction efficiency decreases from 38% to 33% and 25%, and the photon extraction efficiency is highest when the height of the active area is located in the center between the two electrodes. The tilted LED can increase the photon extraction efficiency more than twice than that of a typical LED, where photons are trapped inside the chip due to total reflection.
In this paper, for the typical LED and the tilted LED, when there is no electrode, when 20% absorption (80% reflection) occurs at the electrode, and when 60% absorption (40% reflection) occurs at the electrode, the effect of the absorption at the electrode and the height of the active region on the photon extraction efficiency and the mean photon path length was investigated, and an appropriate height of the active region was proposed. In a typical LED, as the absorption of the electrode increases, the photon extraction efficiency decreases from 18% to 15% and 13%, and the photon extraction efficiency is highest when the height of the active area is located in the center between the two electrodes. In the tilted LED, as the absorption of the electrode increases, the photon extraction efficiency decreases from 38% to 33% and 25%, and the photon extraction efficiency is highest when the height of the active area is located in the center between the two electrodes. The tilted LED can increase the photon extraction efficiency more than twice than that of a typical LED, where photons are trapped inside the chip due to total reflection.
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문제 정의
[5-7]. 본 논문에서는 AlGaInP/GaP계열[8]LED로서일반적인LED와경 사진LED의두구조를비교하여, 전극에서의흡수와활성영역의높이가광추출효율에미치는영향을조 사하고, 활성 영역의 적절한 높이를 제안하였다.Ⅱ장에서는시뮬레이션방법을설명하고, Ⅲ장에서는 시뮬레이션 결과를 소개하고 논의를 거쳐, Ⅳ장에서 결론을 맺도록 한다.
제안 방법
LED의 활성 영역을 균일하게 나누어 발광 점을설정하고, 각발광점에서방출된광자에대하여광선추적기법을적용하였다.광자들eLED칩내부를진행 하다가칩내부에서흡수되어감쇄가일어나거나, 경계를만나면스넬(Snell)의법칙과프레넬(Fresnel)정 리에의하여입사광이반사또는투과된후다시진행 한다[9, 10].
일반적인구조의LED와경사진구조의LED에 대하여, 전극이 없을 때와 전극에서 20%의 흡수(80%반사)가 발생할 때, 그리고 전극에서 60%의 흡수(40% 반사)가발생할때로구분하여, 전극에서의흡수와활성영역의높이가광추출효율및평균광자진행거 리에미치는영향을조사하고, 활성 영역의 적절한 높이를 제안하였다. 일반적인 LED에서 전극의 흡수가 증가할수록, 광추출효율은18%에서15%, 13%로 낮아지고, 전극의흡수가있든지없든지활성영역의높이가두전극사이의정중앙에위치할때가장광추 출효율이높다.
성능/효과
일반적인 LED에서 전극의 흡수가 증가할수록, 광추출효율은18%에서15%, 13%로 낮아지고, 전극의흡수가있든지없든지활성영역의높이가두전극사이의정중앙에위치할때가장광추 출효율이높다.경사진구조의LED에서는전극의흡 수가증가할수록, 광추출효율은38%에서33%, 25% 로낮아지고, 전극의흡수가있든지없든지활성영역의높이가두전극사이의정중앙에위치할때가장 광추출효율이높다.경사진구조의LED는일반적인 LED보다광추출효율을두배이상높일수 있다.
참고문헌 (12)
M. George Craford, Semiconductors and semimetals, 48, 47 (1997).
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