Mikro-Leuchtdioden (Micro-LED) zeichnen sich durch hohe Helligkeit, hohen Kontrast, niedrigen Energieverbrauch und schnelle Reaktionszeiten aus und finden breite Anwendung in Bereichen wie Außendisplays, Augmented Reality und Virtual Reality. Die Miniaturisierung von Micro-LEDs bringt jedoch Herausforderungen bei der Steuerung der räumlichen Verteilung der Lichtintensität mit sich. Zur Verbesserung der Lichteffizienz wird häufig die Technologie des strukturierten Saphirsubstrats (Patterned sapphire substrate, PSS) eingesetzt, bei der mikrometrische Strukturen zur Optimierung der Lichtextraktion verwendet werden. Bei großformatigen LEDs ist der Einfluss von PSS auf die räumliche Verteilung der Lichtintensität gering, bei mikrometrischen Micro-LEDs jedoch erheblich. In dieser Arbeit wird die Lichtstrahlverfolgungsmethode verwendet, um systematisch die räumliche Verteilung der Lichtintensität von PSS Micro-LEDs unterschiedlicher Größe mit einer Emissionswellenlänge von 460 nm unter verschiedenen Arrayverschiebungen zu untersuchen, wobei der Asymmetriegrad der Verteilung quantifiziert und das Phänomen erklärt wird. Die Ergebnisse zeigen, dass der Einfluss von PSS auf die räumliche Verteilung der Lichtintensität mit abnehmender Größe zunimmt. Bei einer Größe von 3 μm×5 μm beträgt der Asymmetriegrad der räumlichen Verteilung der Lichtintensität entlang der y- und x-Achse 3,06 % bzw. 4,22 % und beeinträchtigt somit die Gleichmäßigkeit der Lichtemission von Micro-LEDs. Diese Studie liefert theoretische Unterstützung für das optimierte Design von Micro-LEDs in Displayanwendungen.

Micro-LED; strukturiertes Saphirsubstrat (PSS); Asymmetriegrad