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

来源：光学学报, 2022, 42(15): 204-213.

• 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

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。