Pour résoudre le problème de faible efficacité d’émission lumineuse des LED deep ultraviolet à base de AlGaN, une structure de boîtier à lentille en quartz collée étroitement avec une résine fluorée a été conçue, ce qui a efficacement résolu les pertes élevées dues à la réflexion totale interne des photons émis à partir du substrat en saphir dans les LED à structure inversée. Les études ont montré qu’une couche d’interface en résine fluorée relativement mince peut former une transition d’indice de réfraction assortie, maximisant ainsi l’émission des photons, avec une augmentation typique de 28 % de l’intensité lumineuse des LED deep ultraviolet à 250 nm. Sur cette base, un substrat de boîtier en céramique à paroi latérale réfléchissante a été conçu pour améliorer l’extraction et la concentration de la lumière émise en mode transverse magnétique (TM) des LED deep ultraviolet. Les simulations ont démontré des améliorations significatives pour les LED à différentes longueurs d’onde dans l’ultraviolet profond, la meilleure efficacité d’émission direct pouvant atteindre 94 % avec un substrat réfléchissant, contre moins de 50 % pour les échantillons témoins, avec une amélioration plus marquée pour les LED à longueur d’onde inférieure à 250 nm, liée à la plus grande proportion d’émission en mode TM. L’optimisation supplémentaire de la courbure de la lentille en quartz a permis un contrôle efficace des caractéristiques de concentration de la lumière émise des LED, répondant aux exigences de distribution du champ lumineux pour différents scénarios d’application des LED deep ultraviolet, tels que la désactivation de surface.

AlGaN;LED deep ultraviolet;extraction de lumière;structure de boîtier