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マイクロLEDディスプレイの課題は?普及するの?

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ディスプレイの分野では液晶ディスプレイが最も普及しており、最近は少しずつ有機ELが普及し始めました。そして、次世代のディスプレイとしてマイクロLEDディスプレイが注目されています。マイクロLEDディスプレイとはどのようなものでしょうか?これから普及するのでしょうか?

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マイクロLEDディスプレイはソニーが最初に開発

マイクロLEDディスプレイとは、ディスプレイの赤、緑、青のサブピクセルをそれぞれの色のLED素子で形成したものです。赤、緑、青のサブピクセルで1つの画素を構成します。4Kの解像度のディスプレイであれば、横3840×縦2160=8,294,400画素ありますので、サブピクセルの総数はこの3倍の、約830万画素×3=約2,490万個となります。これだけの個数の微小なLED素子が規則正しく並べられているなんて驚きですね。

マイクロLEDディスプレイは、ソニーが世界で初めて開発し、2012 International CES(米国、ラスベガス)」において「Crystal LED Display」として参考展示しました。これは55型でフルHD解像度(1920×1080ピクセル)のディスプレイで、つまり横方向と縦方向にそれぞれ1920個、1080個の画素分のLED素子を並べたものです(サブピクセルはこの3倍の個数です)。LEDは、明るく、高効率、長寿命であることから、照明用として普及しています。そのような優れた特性のLED素子を並べたディスプレイは、原理的に優れた性能のディスプレイになると期待できることは、ある程度知識のある方ならばすぐに分かります。例えば液晶ディスプレイは、偏光板とカラーフィルターなどによって、大幅に光エネルギーを失ってしまいます。有機ELディスプレイにも偏光板が使われていますし、テレビ用のものはカラーフィルターも使われています。さらに明るくするほど有機ELの発光材料が劣化し、寿命が短くなるという弱点もあります。これらに比べても、単純にLED素子が並べ、表示画像に応じて各LED素子を点滅・光量調整するだけのマイクロLEDディスプレイは、偏光板もカラーフィルターも不要で、寿命も長いと期待されています。視野角や動画表示にも優れると考えられますので、現時点で考えられるディスプレイ方式としては、性能面で最高のものと言われています。

そんな究極のディスプレイとも言えるマイクロLEDディスプレイを始めて開発したのがソニーということから、改めて日本メーカーの技術力の高さを感じます。しかし、前述の2012年に展示した「Crystal LED Display」は製品化されませんでした。その後はしばらくマイクロLEDディスプレイは話題にならなかったので、開発中止となったと思っていた人が多かったと思います。実は水面下で開発が継続されていて、2016年5月にマイクロLEDディスプレイ技術を使った大型のディスプレイ「CLEDIS」(クレディス)が発表されました。403×453mm、解像度は320×360ピクセルのディスプレイユニットを配列させて、大型のディスプレイを作るというものです。144個並べれば横9.7m、縦2.7mの巨大な8K2Kディスプレイを作ることができます。2017年から発売を開始しています。

ソニーの事業化に刺激されて、サムスンも韓国内の映画館にマイクロLEDディスプレイを収めるなど追随し、LGやその他のベンチャー企業なども開発を表明しています。

マイクロLEDディスプレイの課題は?

前述のようにソニーがマイクロLEDディスプレイを事業化していますが、非常に大型のサイネージ用や業務用、ショールーム用などとして販売している状況で、まだまだ多くのディスプレイに本格的に普及していると言える状況ではありません。非常に高性能のディスプレイですが、何が課題なのでしょうか?

最も大きな課題は、製造コストが高いことです。前述のような膨大な数のLED素子を、正確に配置し、ディスプレイを製造することがまだ技術的に難しく、製造速度を上げる目処が立っていないようです。またそれぞれのLED素子の品質のバラツキも小さくしなければならず、不良品率の要求も極めて厳しいです。20年ぐらい前であれば、ノートパソコンを買った時に、画面の中に数個程度画素の欠陥があっても不良品扱いではありませんでした。ところが今では、ノートパソコンやテレビにおいて、画面内画素欠陥があることは稀です。つまり、それだけ画素欠陥に対する要求も厳しくなっているということです。このような厳しい品質要求を満足し、さらに製造コストを下げるために、多くのメーカーが研究開発を続けています。


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マイクロLEDディスプレイは普及するの?

マイクロLEDディスプレイを最初に事業化したソニーが、事業としては先頭を走っているように見えますが、ソニーは今の所前述の大型ディスプレイしか販売していません。ソニーに追随したサムスンは、マイクロLEDによるテレビの試作品を展示し、テレビの製品化を目指すことを表明しています。しかし、まだいつマイクロLEDテレビが製品化されるのか分かりません。

またAppleがマイクロLEDの開発を進める会社を買収し、自社製品にマイクロLEDを搭載するのではないかと言われています。特に性能面および実現性の観点からは、Apple Watchへの搭載があるのではないかと言われています。Apple Watchには現在は有機ELが搭載されています。非常に美しいディスプレイですが、時計を毎日充電しなければならないという煩わしさは、有機ELや液晶では解決できていません。これらよりも効率の良いマイクロLEDディスプレイならば、もっとバッテリーが長持ちするでしょう。MacBookやiPhone、iPadと比較しても、画面が小さく、画素数が少ないことも、実現性が高いと期待される理由です。

いずれにしても製造コストが下がらなければさらなる普及は難しいです。これまでの歴史を振り返っても、製品化され、生産台数が増えるほどほとんどの製品では製造コストが下がります。ソニーも地道にコストダウンすると思いますし、他の企業も研究開発してコストダウンしてくるでしょう。数年以外に、新たなマイクロLEDディスプレイを搭載した製品が登場するようであれば、普及する可能性が高いと期待されます。

まとめ

今注目されている次世代ディスプレイである「マイクロLEDディスプレイ」について、その特徴と課題について紹介しました。今後に期待したいですね!

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