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蓝光LED光子晶体技术原理及制作流程

来源:    作者:    发布时间:2015-11-09 22:12:20    浏览量:

为回避日亚化学的蓝光LED 加萤光粉制技术专利,各业者纷纷投入其它能达到散发出白光的LED 技术,目前最被期待的技术是利用UV LED 来达到白光的目的,但是,UV LED 仍旧有著光外漏及低亮度两个不易克服的困难。使得除了继续努力来解决相关的问题外,不得不再去寻求其它的材料或技术来达到散发出白光的LED 技术。

  在1987 年,国籍相异且分居不同地点的两位学者,Eli Yablonovitch 与Sajeev John 几乎同一时间在理论上发现,电磁波在周期性介电质中的传播状态具有频带结构,利用两种以上不同折射率(或介电常数)材料做周期性变化来达成光子能带的物质。所以光子晶体(PhotonicCrystal)被发现已将近20 年后的今天,在各领域的应用有著相当令人激赏的表现,一直是备受研发者所关心的一项技术。

  目前利用二次元光子晶体来达到完成白光LED 的技术,已陆续出现突破性的发展,使得未来Photonic Crystal电感器生产 LED 已成为众所瞩目的焦点与摆脱日亚化学专利的期望寄托。

  1、光子晶体特性与结构

  光子晶体随著波长不同,会出插件电感现于周期性的结构,可以分别发展出一次元、二次元及三次元的光子晶体。而在这些结构当中,最出名的应该是属于三次元的光子晶体结构,但是,三次元的光子晶体在制造上及商品化,就今天的技术而言是非常困难的。原因是目前主要研究的领域还是保留在二次元的光子晶体,所以,今天在LED 领域各业者相竞开发的光子晶体LED,也是二次元的光子晶体。

  一般的材料构造是属于固定构造,所以材料本身会具有的一定的折射率。波数(Wave Number)与频率对于一般材料折射率的影响,横轴是物质的波数(Wave Number)、纵轴是频率、斜线就代表折射率。折射率是非常等比例的成长,也就是代表说不管什么样的波数、什么样的波长,它的折射率都是一定的。那么光子晶体是什么样的结构,再从另外一个角度来说明。光子晶体的特性就是周期构造,也因此会产生多重反射。

  光子晶体所构成的波数矢量数和光的频率比例,频率的曲线不是那么单纯,曲线已经会变得非常复杂,这个曲线会随著光的多方向性,就是异向性而出现变化,而随著它的偏光性,就可以运用来设计出不同的产品。光子电感厂家晶体它有一个很出名的特性,相信大家都知道,就是它有一个光能隙。在光能隙这个区域里面,光线是不存在的。这边的曲线也跟图一A 是的斜率意义是一样的,是折射率的相反。只要在这一点,斜率等于零。所以在这一点以外,光的速度就不会产生零这个现象。所以也可以说,光子晶体也可以控制光的速度。

  就简单来说,运用光子晶体的目的浓缩成一句话,就是要利用周期构造,以人工的方式来控制这个光学特性。

  2、光子晶体与有固态发光元件差异

  光子晶体有3 个光学特性,可以利用人工的方式来加以控制而达到不同的目的。第一个特性是,如果利用光能隙的话,就可以遮蔽光通过。利用这个特性可以把光锁在一个相当狭小的区域里电感特性面。目前产业界中,就有利用这个特性把光聚集在一个区域里面,制作成一个集成电路。

  电感器厂家另外一个特性是,就是光子晶体有异向性,光子晶体的光会朝向很多方向散射,原因是光子晶体可以随著光的偏光角度,出现透光与不透光(某个角度它可以透过,但是有些角度是没办法透过)。

  第三个特性就是,光子晶体的曲线非常复杂、变化多端。因为光子晶体的曲线变化非常快,非常不规则,所以只要波长稍有变化,那就可以看到进入光子晶体的光,它的角度就会偏离得非常大。在优点方面,光子晶体的面积要比传统集成电路缩小了千分之一,所以,相对的,电路的积集度就比过去增加了1,000 倍。而另一个优点是折光性倍数可以达到以往1,000 倍。

  另外,也可以利用偏光性,改变光的性质,可以将以往正方形的偏光浓缩成以往体积的千分之一。简单来说,光子晶体它有什么样的好处与特性?积集度高,体积小,成本低。3、利用光子晶体制作出LED

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