ISBN 978-3-8439-2700-0

978-3-8439-2700-0, Reihe Physik

Isabel Otto
Herstellung und Charakterisierung von LED µDisplays

211 Seiten, Dissertation Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (2016), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung eines µDisplays auf der Basis einer InGaN/GaN-Leuchtdiode. Der Fokus liegt auf dieser pixelierten Lichtquelle (µLED) und untersucht werden die hohen Anforderungen an diese, wie z.B. ein niedriges optisches Übersprechen benachbarter Pixel, eine homogene Lichtemission und das Auftreten einer möglichst geringen Rate nicht-strahlender Rekombination. Im ersten experimentellen Teil der Arbeit werden µLED-Chips auf makroskopischer Ebene untersucht. Hierzu zählen die Korrelation der Intensitätsfluktuationen in Photolumineszenz- (PL) und Elektrolumineszenz-Aufnahmen (EL) vor und nach dem Chipprozess, die Untersuchung eines Zusammenhangs zwischen Pixelgröße und Anzahl an Leckpfaden, sowie die optische Charakterisierung µ-pixelierter Chips hinsichtlich ihres optischen Übersprechverhaltens. Mit Teststrukturen kann gezeigt werden, dass die bei µLEDs erhöhte Mesalinie keinen Einfluss auf die nicht-strahlende Rekombination hat. Außerdem wird der Kontrast eines betriebenen Pixels zu seinen nominell ausgeschalteten Nachbarn für verschiedene Konfigurationen berechnet. Im zweiten experimentellen Teil der Arbeit wird ein µLED-Chip auf mikroskopischer Ebene untersucht. Ein einzelner Pixel wird mit µPL und µEL ortsaufgelöst analysiert. Hier wird eine Wellenlängenverschiebung am Ort der p-Kontakte beobachtet und auf Abschirmungseffekte interner elektrischer Felder zurückgeführt. Eine Kernaussage dieses Kapitels ist, dass nicht-strahlende Rekombinationszentren weder in der Fläche noch am Rand eines Pixels dominieren. Dazu wird der Verlauf der Intensität über einen Pixel betrachtet. Zuletzt werden verschiedene Materialien zur Vollkonversion des blauen Lichts einzelner Pixel in rotes Licht untersucht. Hierbei werden neben dem Absorptionsgrad und der Konversionseffizienz auch die Stabilitäten der Materialien unter Bestrahlung und bei Lagerung an Luft betrachtet.