使用波长248 nm的准分子激光器实现了GaN基微型发光二极管(Micro LED)的大面积激光剥离(LLO)。分离器件所需要的临界激光能量密度为800~835 mJ·cm-2, 分离的器件完好无损, 分离表面光滑, 残余应力为0.071 4 GPa, 均方根粗糙度仅为0.597 nm, 远低于目前报道的LLO方法分离表面。该研究为实现高质量、高效率的GaN基Micro LED芯片的制备提供了一种有前景的思路, 对柔性GaN基器件的制备具有一定意义。

为了比较分析纳秒激光和皮秒激光剥离微型发光二极管(micro-LED)时AlN上GaN的热传导效果, 采用了改进的实时紫外光吸收和热传导的激光剥离理论模型进行计算分析的方法, 取得了在不同的激光波长、激光脉冲宽度、激光能量密度下的紫外波段光辐照时和停止辐照后GaN材料热场分布等数据, 并获得了适合micro-LED器件剥离的所用纳秒激光和皮秒激光的阈值条件。结果表明, 激光脉宽、激光波长、激光能量密度是实现激光剥离工艺的关键因素; 较适合的激光波长为209 nm~365 nm的紫外波段; 皮秒激光的剥离效果优于纳米激光, 且激光的脉冲宽度越短, 激光的波长越短, 剥离所需激光脉冲阈值能量也越低, 则对LED芯片区域的热影响也越小。该研究可为开发新型激光剥离设备和相关工艺应用提供重要参考。

设计一款芯片尺寸为300 μm的蓝绿光微型发光二极管（Micro-LED）并将其点亮，通过TCAD 仿真对芯片尺寸为10、38、100、300 μm的Micro-LED进行模拟仿真，探究了Micro-LED的小尺寸效应，发现随着Micro-LED尺寸的减小，开关损耗增加。因此，针对提高小尺寸Micro-LED单点像素的驱动电流密度过程中产生的开关损耗增加的问题，模拟仿真驱动电路驱动Micro-LED的开关特性过程，进行减小开关损耗的研究。利用Sentaurus TCAD软件进行仿真，设计了一台沟道长度为0.18 μm的p型金属氧化物半导体场效应晶体管（PMOS）器件，将PMOS器件和Micro-LED器件通过铟凸点进行键合，并对PMOS驱动电路驱动单独Micro-LED像素进行仿真，进一步进行PMOS驱动两个Micro-LED像素的仿真，从而模拟阵列像素驱动的情况，通过比较开关延迟时间判断驱动效果并进行实验验证，发现当PMOS接入限流电阻驱动Micro-LED时，阻值越小，驱动效果越好，而且起到消除浪涌、限流分压的作用，但PMOS直接驱动Micro-LED比加入限流电阻的效果更好，PMOS驱动阵列Micro-LED相比于驱动单独Micro-LED开关损耗更小、驱动效果更好。

基于氮化镓材料的微型发光二极管(microLED)已逐渐成为可见光通信和下一代显示器等许多光电器件的主要发光源。由非辐射复合和量子限制斯塔克效应(QCSE)引起的低外量子效率(EQE)是微型发光二极管应用开发过程中的主要瓶颈。文章讨论了微型发光二极管低EQE的成因，分析了其物理特性，并提出了改善其EQE的优化方法。

微型发光二极管(μLED)是当今国际最前沿的显示技术之一, 它一般指单个尺寸小于50 μm的LED阵列。μLED相对于液晶显示(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示等技术有其独特的优势: 寿命长、响应时间短、亮度高。最重要的是, 它可以实现高度集成显示, 既包括像素密度远远高于常规显示技术的高PPI显示器件, 也包括我们首次提出的集成了某些非显示元件的超大规模集成半导体信息显示器件(HISID)。在许多显示技术的指标上, μLED的性能都很优异。但是, 由于μLED将常规LED器件的尺寸大大缩小, 且往往密度提高, 因此产生了许多新的技术和物理上的挑战, 例如巨量转移技术、全彩化显示等, 所以μLED尚未实现真正意义上的产业化。本文对高度集成μLED显示技术的研究和发展情况进行了较系统的论述, 首先对μLED的基本原理和结构进行了介绍, 然后对其重点核心技术进行了分类研究和点评, 最后对μLED显示技术的发展方向及其应用前景做出了分析。

针对微显示对高外量子效率、低工作电流和稳定光谱波长的红光LED的需求,提出了一种将共振腔发光二极管与AlAs侧向氧化技术相结合的Micro-RCLED。该器件利用共振腔改变有源区自发辐射场的空间分布,将更多的光分布在光提取角之内以提高光提取效率,而且共振腔还有利于输出光谱波长的稳定。AlAs氧化孔对电流的横向限制既有利于降低侧壁的Shockley-Read-Hall非辐射复合,又可减少漏电,从而提高辐射复合效率。另外,P电极出光孔的直径大于AlAs氧化电流注入孔的直径,因此,金属P电极对出射光的吸收可以有效避免。同时,制作了3个并联的655 nm Micro-RCLED,每个单元的出光孔径为17 μm。 IdV/dI-I曲线的拟合结果表明,120 Ω的串联电阻器件在1 mA时的输出光功率为0.21 mW,外部量子效率大于10%,并且可以在低于1 μA的注入电流下点亮单个单元。另外,当工作电流密度变化12.5倍时,峰值波长仅增加1.5 nm,光谱的半峰全宽仅增加0.33 nm。这使得RCLED作为单色光源在Micro-LED中的应用成为可能。