Rsoft LED中微纳米结构的仿真

在照明之应用领域中使用LED已是司空见惯的现况，包含指示灯、手机显示器、平板计算机及电视。因LED提供高效率、低能耗、高可靠度、高显色性及体积小等对上述应用之重要条件。

由于LED的非相干性，使得数值模拟无法有效地被应用。因为多数的传统模拟技术是以直接或推导解麦克斯韦方程式为基础，因此无法有效地处理非同调光。此外，因LED具界面多重、材料新颖、结构特殊、表面粗糙、色散及利用格栅增强效率等条件，使得其光学设计更加地复杂。

此文介绍参考文献1中如图1所示之3D GaN-based 结构之LED仿真，此LED于上方蚀刻六角排列之光子晶体（Photonic crystal, PhC）。

 

图1.图案式LED结构。图—a)截面、b)光子晶体（PhC）及c)RSoft CAD中建立之结构。

图1c所示之结构由光子晶体对象所组成，而光子晶体利用动态缩放数组、PEC边界及内建材料数据库之GaN材料特性所建立。

在前两组模拟中使用单波长之连续波（CW），分别设定具光子晶体及无光子晶体（平面），远场之模拟结果如图2所示。

 

图2.远场计算之结果—a)光子晶体范例及b)平面范例。

接着进行的两组模拟则使用具一波长范围之脉波，远场结果如图3所示，光萃取率则如图4所示。

 

图3.脉波模拟之结合远场图—a)光子晶体范例及b)平面范例。

 

图4.光子晶体与平面范例脉波仿真之光萃取率对，a)频率及b)波长之关系。