Mikro-Leuchtdioden (Micro-LED) zeichnen sich durch hohe Leuchtdichte, hohen Kontrast, niedrigen Energieverbrauch und schnelle Reaktionszeiten aus und finden breite Anwendung in Outdoor-Displays, Augmented Reality und Virtual Reality. Allerdings stellt die Miniaturisierung von Micro-LEDs eine Herausforderung bei der Kontrolle der räumlichen Lichtintensitätsverteilung dar. Zur Verbesserung der Lichteffizienz wird häufig die Technik des strukturierten Saphir-Substrats (Patterned sapphire substrate, PSS) eingesetzt, die die Lichtausbeute durch mikrometer-dimensionale Struktureinheiten optimiert. Bei großen LEDs ist der Einfluss von PSS auf die räumliche Intensitätsverteilung gering, jedoch ist er bei mikrometergroßen Micro-LEDs signifikant. Diese Arbeit verwendet die Strahlenverfolgungsmethode, um die räumliche Lichtintensitätsverteilung von PSS-Micro-LEDs mit einer Wellenlänge von 460 nm und verschiedenen Größen bei unterschiedlichen Array-Verschiebungen systematisch zu untersuchen. Zudem wird die Asymmetrie der räumlichen Intensitätsverteilung quantifiziert und das Phänomen erklärt. Die Ergebnisse zeigen, dass mit abnehmender Größe der Einfluss von PSS auf die räumliche Intensitätsverteilung zunimmt. Bei einer Größe von 3 μm × 5 μm liegt die Asymmetrie der räumlichen Lichtintensitätsverteilung entlang der y- und x-Achse bei 3,06 % bzw. 4,22 %, was die Gleichmäßigkeit der Micro-LED-Emission beeinflusst. Diese Studie bietet theoretische Unterstützung für das optimierte Design von Micro-LEDs im Display-Bereich.

Micro-LED;strukturiertes Saphir-Substrat (PSS);Asymmetrie