초소형 발광 다이오드(Micro-LED)는 높은 밝기, 높은 명암비, 저전력 소비 및 빠른 응답 속도 등의 우수한 특성으로 인해 실외 디스플레이, 증강현실 및 가상현실 등 다양한 분야에 널리 사용되고 있습니다. 그러나 Micro-LED의 소형화는 광 강도 분포 제어에 어려움을 초래합니다. 발광 효율 향상을 위해 일반적으로 마이크로미터 크기의 패턴 단위를 통해 빛 추출률을 최적화하는 패턴 사파이어 기판(Patterned sapphire substrate, PSS) 기술이 사용됩니다. 대형 LED에서는 PSS가 광 강도의 공간 분포에 미치는 영향이 작지만, 마이크로미터 크기의 Micro-LED에서는 그 영향이 뚜렷합니다. 본 연구에서는 광선 추적 방법을 사용하여 460 nm의 발광 파장을 가진 다양한 크기의 PSS Micro-LED가 서로 다른 배열 오프셋에서 광 강도의 공간 분포를 체계적으로 연구하고, 광 강도 공간 분포의 비대칭률을 정량화하며, 마지막으로 이 현상을 설명하였습니다. 결과는 크기가 작아질수록 PSS가 광 강도의 공간 분포에 미치는 영향이 커진다는 것을 보여줍니다. 크기가 3 μm × 5 μm일 때, y축과 x축에서 광 강도 공간 분포의 비대칭률은 각각 3.06%와 4.22%에 달하여 Micro-LED 발광 균일성에 영향을 미칩니다. 본 연구는 Micro-LED의 디스플레이 응용 최적화 설계에 이론적 지원을 제공합니다.

Micro-LED;패턴 사파이어 기판(PSS);비대칭률