Pour résoudre le problème de faible efficacité d’émission lumineuse des LED à base de AlGaN dans l’ultraviolet profond, une structure d’emballage avec une lentille en quartz collée étroitement avec de la résine fluorée a été conçue, ce qui a efficacement résolu la perte élevée due à la réflexion interne totale lors de l’émission des photons à partir du substrat en saphir dans la structure inversée. Les études ont montré qu’une couche d’interface fine en résine fluorée permet une transition d’indice de réfraction relativement compatible, maximisant l’émission des photons, et l’intensité lumineuse typique d’une LED UV profonde à 250 nm peut être augmentée de 28 %. Sur cette base, un substrat céramique avec parois latérales réfléchissantes a été conçu pour améliorer l’extraction et la concentration de la lumière émise en mode TM (Transverse Magnétique) des LED UV profondes. Les simulations montrent une amélioration significative pour les LED UV profondes à différentes longueurs d’onde. Par rapport à l’échantillon de contrôle avec une efficacité d’émission avant inférieure à 50 %, l’introduction d’un substrat d’emballage réfléchissant peut augmenter l’efficacité maximale jusqu’à 94 %, avec une amélioration encore plus marquée pour les LED à longueur d’onde inférieure à 250 nm, liée à une proportion plus élevée d’émission en mode TM. La courbure optimisée de la lentille en quartz permet un contrôle efficace des caractéristiques de convergence de la lumière émise par la LED, répondant aux exigences de distribution du champ lumineux dans diverses applications comme l’inactivation de surface des LED UV profondes.

AlGaN; LED UV profond; extraction lumineuse; structure d’emballage