以蓝宝石（Al2O3）为衬底材料，通过软件设计和模拟，研究了图形衬底（PS）的图案选择、图形原胞尺寸和图形原胞间距大小3个参数对LED出光效率的影响。研究结果表明，原胞半径为1.25 μm，原胞间距为0.5 μm的半球型结构是最优化的图形衬底结构；并且采用湿法刻蚀技术，制备了该结构的LED芯片，测试得到该种LED芯片出光效率较之普通LED芯片提高了33%。分析了PS技术改善LED出光效率的根源在于改善了芯片质量，提高了芯片的内量子效率。