[发明专利]用于LED发射器的纳米光子反射器

说明书

公开了一种用作用于发光二极管（LED）的反射器的系统、方法和装置。该系统、方法和装置包括被设计成反射由LED发射的横向电（TE）辐射的第一层，被设计成阻挡由LED发射的横向磁（TM）辐射的第二层，以及被设计成操作为透明导电氧化物层的多个ITO层。第一层可以是一维（1D）分布式布拉格反射（DBR）层。第二层可以是二维（2D）光子晶体（PhC）、三维（3D）PhC和/或双曲超材料（HMM）。2D PhC可以包括水平圆柱棒、垂直圆柱棒或两者。该系统、方法和装置可以包括底部金属反射器，该反射器可以不含Ag，并且可以充当结合层。

相关申请的交叉引用

本申请要求标题为“用于LED发射器的纳米光子反射器”的于2017年10月17日提交的美国临时申请第62/573,382号和于2018年10月15日提交的美国非临时申请第16/160,713号的权益，以及于2018年1月23日提交的欧洲专利申请第18152921.5号的权益，两者均通过引用被并入，如同被完全阐述一样。

技术领域

本发明涉及一种用于发光二极管（LED）发射器的纳米光子反射器，并且更具体地，涉及一种反射器结构，其改善了分布式布拉格反射器（DBR）的受限反射率，以完全阻挡入射光。

背景技术

典型的复合镜架构的反射率受到半导体和分隔有损耗的金属反射器的相当厚的氧化物层之间的折射率对比的限制。以临界锥之外的角度入射的光与金属相互作用，并因此被部分吸收。为了改善这一点，可以在厚氧化物层和金属反射器之间放置分布式布拉格反射器（DBR）结构。然而，实际的DBR设计采用具有限制折射率对比的层，其最终限制性能增益。

因此，需要一种改善DBR的受限反射率的反射器结构，以高效地完全阻挡入射光。

发明内容

公开了一种用作发光二极管（LED）的反射器的系统、方法和装置。该系统、方法和装置包括被设计成反射由LED发射的横向电（TE）辐射的第一层、被设计成阻挡由LED发射的横向磁（TM）辐射的第二层、以及被设计成操作为透明导电氧化物层的多个ITO层。

第一层可以是一维（1D）分布式布拉格反射（DBR）层。第二层可以是二维（2D）光子晶体（PhC）、三维（3D）PhC和/或双曲超材料（HMM）。2D PhC可以包括水平圆柱棒、垂直圆柱棒或两者。该系统、方法和装置可以包括底部金属反射器，其可以不含Ag，并且可以充当结合层。

附图说明

从以下结合附图通过示例的方式给出的描述中可以得到更详细的理解，其中：

图1示出了发光二极管（LED）复合镜损耗贡献；

图2示出了复合镜LED发射器中的角分辨光谱分布式布拉格反射器（DBR）损耗分解，表明在蓝色和60°入射角（AOI）下损耗最高；

图3示出了对应于图1中最大值位置的450 nm处60°AOI处的DBR累积损耗；

图4示出了450 nm处的偏振相关反射率，表明横向磁（TM）偏振反射率在布鲁斯特角区域中较低；

图5示出了典型DBR解决方案的带图和反射率之间的关系，可以将其与图3进行比较；

图6示出了具有一维（1D）DBR加上二维（2D）光子晶体（PhC）或三维（3D）PhC的反射器；

图7示出了图6的使用SiO2和TiOx层的反射器的各种AOI（450 nm）下的电场法线；

图8示出了图6的1D DBR和反射器两者在450 nm处的反射率响应；

图9示出了具有1D DBR和双曲超材料（HMM）层的反射器；