マイクロ発光ダイオード（Micro-LED）は、高輝度、高コントラスト、低消費電力、高速応答などの優れた特性により、屋外ディスプレイ、拡張現実、仮想現実などの分野で広く利用されています。しかし、Micro-LEDの微小化は光強度分布の制御に課題をもたらします。発光効率を向上させるために、パターン化サファイア基板（Patterned sapphire substrate、PSS）技術がよく用いられ、マイクロメートル単位のパターンユニットにより光抽出率を最適化します。大尺寸LEDではPSSが光強度の空間分布に与える影響は小さいですが、マイクロメートルスケールのMicro-LEDでは顕著です。本論文では、光線追跡法を用いて460 nm発光波長の異なるサイズのPSS Micro-LEDが異なるアレイオフセット下での光強度空間分布を系統的に研究し、光強度空間分布の非対称率を定量化し、最後にその現象を説明しました。結果はサイズが小さくなるにつれてPSSの光強度空間分布への影響が大きくなることを示しています。サイズが3 μm×5 μmの場合、y軸およびx軸の光強度空間分布の非対称率はそれぞれ3.06%と4.22%に達し、Micro-LEDの発光均一性に影響を及ぼします。本研究は表示応用におけるMicro-LEDの最適設計に理論的な支援を提供します。

Micro-LED;パターンサファイア基板（PSS）;非対称率