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ディスプレイの光効率が向上する」と題する論文を、学術誌「Information Display」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（画像出典：情報ディスプレイ）
本研究は、革新的なマイクロLEDパッケージング方式を提案しており、マイクロLEDチップの強い側壁発光、低い光エネルギー利用効率、色ずれといった業界の技術的課題をうまく解決している。
画素サイズが50μm以下に縮小すると、チップ側壁の相対面積が増加し、マイクロLEDの横方向発光が強まり、上面発光が減少することが報告されている。これにより輝度低下や色ずれが生じ、高精度ディスプレイ用途におけるマイクロLEDの応用が制限される。
この問題に対処するため、BOEの研究チームは、高屈折率の透明接着剤、白色の高反射樹脂、マイクロレンズアレイ、およびパターン化された黒色マトリックス（BM）からなる複合包装構造を開発した。
マイクロLEDチップ上に屈折率勾配層を導入することで、研究者らは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度まで増加させ、上部からの光抽出効率を大幅に向上させた。
一方、白色反射樹脂はチップ間に二等辺台形構造を形成し、光を集中・散乱させることで、0°の視野角における輝度を約27%向上させる。さらに、残留接着剤を除去するプラズマ処理により、光の透過を妨げない。
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用いて高精度マイクロレンズアレイを作製し、±60°以内の有効な光収束を実現した。
シミュレーション結果によると、レンズの曲率が0.03、屈折率が1.85の場合、光強度は53%以上増加することが示された。さらに、本研究では、包装ガラス層にパターン化された黒色の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を超える高いコントラスト比を実現し、表示品質を大幅に向上させた。
（a）マイクロLEDの構造、（b）チップ内部の光放出方向、（c）光分布（画像出典：情報ディスプレイ）
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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において画期的な成果を達成するだけでなく、パッケージングの信頼性も考慮していると述べています。ガラスカバーとOCA（光学的に透明な接着剤）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の量産化に向けた信頼性の高い道筋を提供します。
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直接表示技術とその応用開発を継続的に推進しています。
投稿日時：2025年10月23日