最近、BOE の研究チームは、「新しいパッケージ設計によりマイクロ LED ディスプレイの光学効率が向上」と題する論文を Information Display 誌に発表しました。
マイクロLEDディスプレイの微細構造パッケージ設計プロセス（画像提供：Information Display）
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この研究では、革新的なマイクロ LED パッケージング方式を提案し、マイクロ LED チップの強い側壁放射、低い光エネルギー利用効率、色の変化などの業界の技術的課題にうまく対処します。
ピクセルサイズが50μm未満に縮小すると、チップ側壁の相対的な面積が増加し、マイクロLEDの側面発光が強化され、上面発光が減少することが報告されています。これにより輝度の低下や色偏差が発生し、高精度ディスプレイへのマイクロLEDの応用が制限されます。
この問題を解決するために、BOE の研究チームは、高屈折率の透明接着剤、白色高反射樹脂、マイクロレンズアレイ、パターン化されたブラックマトリックス (BM) で構成される複合パッケージ構造を開発しました。
研究者らは、マイクロLEDチップに勾配屈折率層を導入することで、チップ上部からの光の出射角を効果的に改善し、臨界角を25度から最大65.9度に増加させ、上部の光抽出効率を大幅に向上させました。
一方、白色反射樹脂はチップ間に等脚台形構造を形成し、光の集光と散乱を効果的に行うことで、視野角0°における輝度を約27%向上させます。さらに、残留接着剤を除去するプラズマ処理により、光放射を妨げません。
光制御に関しては、研究チームはナノインプリントリソグラフィー技術を使用して高精度のマイクロレンズアレイを製造し、±60°以内の効果的な光の収束を実現しました。
シミュレーション結果によると、レンズ曲率が0.03、屈折率が1.85の場合、光強度が53%以上増加することがわかりました。さらに、この研究では、パッケージングガラス層にパターン化されたブラックマトリックスを導入することで、反射率を2%未満に効果的に低減し、20,000:1を超える高コントラスト比を実現し、表示品質を大幅に向上させました。
(a) マイクロLEDの構造、(b) チップ内部の光放射方向、(c) 光分布（画像提供：Information Display）
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BOEの研究チームは、この方式は光学効率と均一性の飛躍的な向上だけでなく、パッケージの信頼性にも配慮していると述べています。ガラスカバーとOCA（光学透明接着剤）層の組み合わせにより、防水性、耐酸化性、耐摩耗性が向上し、車載ディスプレイ、AR/VRヘッドセット、ウェアラブルデバイスなどの分野におけるマイクロLEDの量産応用への確実な道筋を提供します。
BOE は最新のマイクロ LED 研究成果を達成しただけでなく、ミニ/マイクロ LED ダイレクト ディスプレイ技術とアプリケーションの開発も継続的に推進しています。
投稿日時: 2025年10月23日