マイクロLEDが透明ディスプレイのバーストアベニューを照らす

ディスプレイと透明性の組み合わせは、必然的にこれまでにない応用シナリオを生み出すことになるでしょう。しかし、どのようなディスプレイ技術が最適なのでしょうか？ 透明ディスプレイLCD、OLEDの継続的な試みはマイクロLED「正しい答え」を見つけました！

マイクロLED ディスプレイ技術が透明ディスプレイルートの戦いに勝利

2024年のWAICでは、レノボが世界初の透明ディスプレイ搭載ノートパソコンを発表しました。このノートパソコンは、17インチの完全透明マイクロLEDスクリーンを採用しています。AUは、Touch Taiwan 2024で世界最大の30インチ、裸眼3DマイクロLED二層ディスプレイを発表しました。また、AUはISE 2024で、様々な用途に対応する60インチの透明マイクロLEDディスプレイも発表しました。CES 2024では、サムスンが初の透明マイクロLEDスクリーンを披露しました。CITE 2024では、天馬微電子が8.07インチの高PPI透明型マイクロLEDディスプレイを発表しました。このディスプレイは、最大PPI167、透過率最大55%、全画面輝度1500nits以上を実現しています。

完全な統計ではありませんが、2023年から現在までに、世界で15社以上の企業がさまざまな マイクロLED透明ディスプレイ製品市場は、車載、ビジネスディスプレイ、IT・消費、3D、透明一体型機器、小型透明ディスプレイ、1×N接合型大画面のニーズを満たすエンジニアリングディスプレイユニット製品など、様々なシーンをカバーしています。マイクロディスプレイの革新性と創造性は、 透明LED 市場は本格的な開花期に入っています。

では、さまざまなディスプレイ技術の中で、なぜマイクロLEDはより多くの「透明ディスプレイの革新力」を引き付けることができるのでしょうか？その答えは、LCDとOLEDのディスプレイ技術には、透明性に適さない独自の欠点があるためです。

まず、LCD技術の表示装置は、輝度を確保するためにバックライトを必要とします。透明ディスプレイLCDでは、バックライトをサイドタイプにする必要があります。細長いサイドバックライトはサイズが小さく、形状が特殊で、性能も非常に限られています。特に大型の透明ディスプレイでは、輝度が十分でないことが多く、画面表示の効果が大幅に低下します。

さらに、LCDバックライト照明システムは、LCD透明画面上の非透明画素の透明位置にも照明効果をもたらします。これにより、LCD透明画面の画素とディスプレイの非透明部分との間のコントラスト比が「非常に大きい」状態になりにくくなり、画質への影響がさらに大きくなります。

第二に、OLED技術の透明スクリーンは現在多くの製品に採用されており、最大77インチのカバー率を誇り、スプライシングアプリケーションにも対応できる設計が可能です。しかしながら、 あなたはディスプレイ技術は、輝度性能において常に劣っていました。例えば、ITディスプレイに用いられる二層式OLED構造は、輝度レベルを向上させるためのものです。また、透明ディスプレイは、OLEDイメージング構造ではなく、大画面領域を透明構造にしているため、輝度と透明性のバランスをとることが困難でした。輝度が不十分になると、高照度環境では表示効果が低下します。

LCDやOLEDの透明アプリケーションにおける最大のボトルネックは「いかに輝度を向上させるか」であると言えるでしょう。この点において、マイクロLEDは天性の優位性を持っています。透明スクリーンにマイクロLEDを適用すれば、1000nitsを超える輝度を容易に達成できます。これは、LED技術の発光効率の高さと、その継続的な向上によるものです。業界の専門家は、「既存のディスプレイ技術の中で、マイクロLEDは高い普及率の下で最も高輝度を実現しやすい技術です」と述べています。

マイクロLED透明ディスプレイ、軽くて透明度が高い

透明性の原理に基づくマイクロLEDディスプレイの利点については、LED自体の高い光効率と高輝度に加えて、マイクロLED結晶のサイズが小さいことも大きな利点であると業界では考えられています。

つまり、LCDやOLED透明スクリーンの画素構造は、「十分な明るさ​​」を維持するために、一定の面積を満たす必要があります。現在、主流のOLED透明スクリーンでは、画素などの不透明構造がパネル全体の面積の半分を占めており、これが透過率の鍵となっています。

一方、マイクロLED結晶はほぼ真の点発光です。50ミクロン未満のサイズであるため、ディスプレイ上の面積比は95%未満に抑えられ、画素配線や透明構造のための十分なスペースを確保できます。同時に、高輝度LEDは点光に集中するため、画素点と透明部の間のコントラストが向上し、透明画像の彩度と立体感が向上します。

さらに、より小さなピクセル粒子を利用して、 マイクロLEDディスプレイAUは、二層マイクロLEDピクセルレイアウトを採用した裸眼3Dディスプレイ製品を開発しました。業界では、将来的にはさらに小さなマイクロLEDピクセルを用いて多層透明マイクロLEDピクセルスクリーンを構築し、より優れた裸眼3Dや立体ホログラフィックディスプレイ製品を実現すると予想されています。

明るさと透過率の矛盾を解決するだけでなく、マイクロLEDの小型さと極めて高い発光効率もこの課題解決に貢献します。マイクロLEDは、透明ディスプレイの透明性とコントラスト効果の向上にも一定の利点があります。液晶やOLEDと比較して、マイクロLED自体の輝度が高いだけでなく、広い輝度調整範囲で彩度と精度を維持しやすいため、周囲の照度に応じてマイクロLEDの輝度を調整できる透明スクリーン設計の余地が広がります。

もちろん、発光技術であるマイクロLEDは、単体ではディスプレイとして機能することはできず、基板が必要です。この点でも、マイクロLEDには利点があります。マイクロLEDは、LCDやOLEDで既に確立されているAM TFTガラス基板技術を活用できるだけでなく、マイクロLEDディスプレイ専用に開発されたPMガラス基板製品も使用できます。PMガラス基板製品は、大型ディスプレイにおけるマイクロLEDディスプレイ製品のコスト削減に貢献します。

しかし、マイクロLEDは透明スクリーンとしては理論上最も優れた「技術的特性」を備えているものの、業界では、マイクロLED透明スクリーンが汎用製品となるためには、技術的な成熟度、信頼性、コストの面で改善する必要があると依然として言われています。

マイクロLED透明ディスプレイの最後の足かせをブロックする統合プロセス

市場に参入するあらゆる製品は、まずコスト競争力の試練に直面する必要があります。現状では、マイクロLED透明ディスプレイはこの点においてまだ満足のいくものではありません。根本的な原因は、大量転写プロセスが成熟しておらず、安定していないことです。

マイクロLEDディスプレイは、駆動基板に集積・溶接されたマイクロLED結晶粒子です。2Kカラーディスプレイ製品の場合、622万個以上の結晶粒子を転写、位置決め、集積、固定する必要があります。同時に、製品の製造コストを効果的に抑制するためには、高効率と高歩留まりを達成する必要があります。このプロセスは容易ではないことは明らかです。現在、業界では、直接集積技術の大規模移転は、真の量産規模を実現するために、歩留まり9分の6を達成する必要があると一般的に考えられています。

透明ディスプレイの場合、 マイクロLED結晶集積化には新たな問題があります。RGBピクセルの光混合を改善するには、サブピクセルをより近接させる必要があります。つまり、均一な配置ではなく、ピクセルの発光領域と非発光の透明領域を区別する必要があります。このような設計では、大量生産の難しさがさらに増します。

しかし、現在、業界ではMIPパッケージング技術が開発されており、まず独立したピクセルを個別にパッケージ化し、その後、大量に集積化することで、バルク転送歩留まりに対する要求を1～2桁低減し、欠陥検出と修復の難易度を大幅に低減しています。業界では、透明MIPパッケージ構造と透明スクリーン集積システムの特殊設計、そしてPMガラス駆動の採用により、既存の技術条件下でも製品プロセスの難易度とコストを大幅に低減できると考えています。

つまり、透明スクリーン用マイクロLED技術は、大量転写プロセスにおける継続的な努力、コストの継続的な向上、そしてさらに重要なことに、独自の製品設計アイデアと製品応用市場の開拓を必要とします。そして、応用革新と生産革新の間にポジティブな相互作用を形成します。業界の成長という観点から見ると、初期のマイクロLED透明スクリーンは、必ずしも窓用透明広告などのコストに敏感な分野に全面的に参入する必要はなく、よりハイエンドでクリエイティブな応用市場、つまりコスト負担能力の高い市場分野に優先的に投入することができます。

業界は、今後3～5年はマイクロLEDディスプレイの急速な発展と普及にとって重要な時期であり、透明マイクロLEDディスプレイが技術プロトタイプから実用化へと転換する上でも重要な時期であると指摘しています。マイクロLED透明ディスプレイとクリエイティブ製品は、業界のパターンとして引き続き出現し、再び上昇するはずです。短期的には、 マイクロLED透明ディスプレイはOLED透明ディスプレイとの競争関係を形成し、長期的にはマイクロLED透明ディスプレイが透明ディスプレイ市場を統合する可能性を秘めています。マイクロLED透明ディスプレイは、LEDダイレクトディスプレイ業界が注力すべき重要な差別化製品機会です。