基于薄膜的InGaN微型LED阵列的光学特征:对尺寸效应和远场行为进行研究
Optics express
|June 11, 2024
概括
研究人员制造了微小的微型发光二极管 (μ-LED),其尺寸低至1μm. 较小的μ-LED显示出更高的效率由于改进的光提取,光学特性敏感的设计变化.
科学领域:
- 光电学和光子学的光电子学和光子学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 半导体设备 半导体设备
背景情况:
- 微型发光二极管 (μ-LED) 对于增强现实,智能手机和头顶显示器中的高分辨率显示器至关重要.
- 薄膜芯片架构对于制造微微米像素尺寸的μ-LED至关重要.
研究的目的:
- 制造和描述基于化物的μ-LED阵列,侧面像素大小低至1μm.
- 调查像素大小对光提取效率 (LEE) 和远场特性的影响.
- 分析介电层厚度对μ-LED光学性能的影响.
主要方法:
- 使用薄膜芯片架构制造基于化物的μ-LED阵列.
- 用集成球和光度计对μ-LEDs (1x1到8x8μm2) 的电光学表征.
- 有限差异时间域 (FDTD) 模拟用于模拟波光学效应.
主要成果:
- 外部量子效率随着μ-LED大小的减少而增加,这归因于增强的光提取效率 (LEE).
- 远场属性表现出显著的变化与不同的像素大小.
- 氧化层厚度的变化 (40nm vs. 80nm) 导致明显的远场图案,突出了对设计的敏感性.
结论:
- 波光学效应显著影响μ-LED性能,需要详细的建模.
- 了解和模拟这些效应对于优化μ-LED设计和实现所需的光学性能至关重要.
- 该研究证明了制造高性能μ-LED用于先进显示应用的可行性.


