마이크로 발광 다이오드(Micro-light emitting diode, Micro-LED)는 높은 밝기, 높은 명암비, 낮은 전력 소모, 빠른 응답 속도 등 우수한 특성으로 인해 야외 디스플레이, 증강 현실 및 가상 현실 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 그러나 Micro-LED의 미세화는 빛의 세기 분포 제어에 어려움을 가져옵니다. 발광 효율을 높이기 위해 미세 단위 그래픽 사파이어 기판(Patterned sapphire substrate, PSS) 기술을 사용하여 마이크로 단위 그래픽 구조를 통해 광 추출률을 최적화합니다. 대형 LED에서는 PSS가 광 강도 공간 분포에 미치는 영향이 적지만, 마이크로 단위 Micro-LED에서는 영향이 큽니다. 본 논문에서는 광선 추적 방법을 사용하여 발광 파장 460nm의 다양한 크기 PSS Micro-LED의 광 강도 공간 분포를 배열 오프셋에 따라 체계적으로 연구하고, 광 강도 공간 분포의 비대칭률을 정량화하며, 이 현상을 설명하였습니다. 결과는 크기가 작아짐에 따라 PSS가 광 강도 공간 분포에 미치는 영향이 증가함을 보여줍니다. 크기가 3μm×5μm일 때 y축 및 x축의 광 강도 공간 분포 비대칭률이 각각 3.06%와 4.22%에 달하여 Micro-LED 발광 균일성에 영향을 미칩니다. 본 연구는 Micro-LED의 디스플레이 응용 최적 설계에 이론적 지원을 제공합니다.

Micro-LED; 패턴 사파이어 기판 (PSS); 비대칭률