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、迅速な応答性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応用されています。しかし、Micro-LEDの微細化により、光強度分布の制御に課題が生じています。発光効率を高めるために、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、マイクロメートル級のパターン単位で光抽出率を最適化しています。大サイズ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、マイクロメートル級のMicro-LEDでは顕著です。本論文では、光線追跡法を用いて、発光波長460 nmの様々なサイズのPSS Micro-LEDにおける異なるアレイオフセットでの光強度空間分布を体系的に研究し、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が光強度空間分布に与える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軸及びx軸の光強度空間分布の非対称率はそれぞれ3.06％および4.22％に達し、Micro-LEDの発光均一性に影響を及ぼしています。本研究は、ディスプレイ応用におけるMicro-LEDの最適設計に理論的な支持を提供します。

Micro-LED;パターン化サファイア基板（PSS）;非対称率