微LED台面几何结构对光电性能的调控机制及热管理优化研究

本文系统研究了台面几何形状（圆形/方形）对微LED器件光电与热性能的影响。通过制备相同台面面积（380/804/1385 μm2）不同形状的器件，发现圆形台面因更优的电流扩散性展现出更低工作电压、更高外量子效率(EQE)和光输出功率(LOP)，而方形台面因侧壁缺陷导致更高非辐射复合和效率衰减(Efficiency Droop)。研究为高分辨率微LED设计提供了关键的结构优化依据。

　　

Highlight

本研究揭示了台面几何形状对微LED性能的深刻影响：在相同台面面积下，方形结构由于更长的侧壁周长和电流聚集效应，表现出更高工作电压、更低外量子效率(EQE)和更严重的效率衰减(Efficiency Droop)，而圆形结构凭借优异的电流扩散能力实现了更均匀的载流子分布和更低表面温度。热成像显示方形台面的热点集中在侧壁区域，印证了缺陷诱导的非辐射复合是热积累的主因。

Results and Discussion

光电测试显示：圆形台面器件在20 A/cm²电流密度下EQE达5.2%，比方形结构高17%。角度分布测试表明圆形台面光场更均匀，而方形结构因侧壁光散射效应使光提取效率(LEE)提升12%。模拟分析指出，圆形结构的弧形侧壁能减少30%的电流聚集效应，这是其性能优势的核心机制。

Conclusion

台面几何形状通过调控电流扩展、缺陷分布和光场特性，成为微LED性能优化的关键维度。圆形结构在热-电-光协同优化方面展现出显著优势，为高密度集成微LED阵列的设计提供了新思路。