高光效GaN基Micro-LED仿真模型研究

作     者：胡新培 蔡俊虎 叶媛媛 陈恩果 孙捷 严群 郭太良 Hu Xinpei;Cai Junhu;Ye Yuanyuan;Chen Enguo;Sun Jie;Yan Qun;Guo Tailiang

作者机构：福州大学物理与信息工程学院平板显示技术国家地方联合工程实验室福建福州350108 中国福建光电信息科学与技术创新实验室(闽都创新实验室)福建福州350108 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2022年第42卷第15期

页      面：196-205页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(62175032) 福建省自然科学基金项目(2021J01579) 福建省科技重大专项(2021HZ021001) 闽都创新实验室自主部署项目资助项目(2020ZZ111) 

主　　题：光电子学 微发光二极管 光提取效率 有限差分时域法 光栅 分布式布拉格反射器 

摘      要：微型发光二极管(Micro-LED)显示芯片尺寸减小带来了侧壁效应,导致其正向光提取效率(LEE)降低,实现高光效Micro-LED的显示芯片结构仍有待深入研究。从仿真角度出发,基于有限差分时域法探索高光效GaN基Micro-LED的优化模型。首先,构建垂直侧壁GaN基Micro-LED初始叠层结构,定量分析侧壁效应对LEE的影响。然后,探索Micro-LED多量子阱有源层位置变化对出光效果的影响,分析不同侧壁倾角条件下的Micro-LED结构模型,讨论底部反射材料对LEE的影响,获得初步优化的GaN基Micro-LED模型参数。最后,通过设计顶部透射光栅进一步提升LEE,并探讨光栅周期、光栅高度和占空比对LEE的影响。结果表明,优化后的GaN基Micro-LED的整体LEE较初始结构提升了2.42倍。