2023.10.31 eMedia Asia

 

Metaや他の業界リーダーが最近に仮想世界に対する注目をしており、AR（拡張現実）/VR（仮想現実）市場に対する関心が高まっています。AppleがVision Proを発表し、空間コンピューティングの新時代を切り拓いたことで、AR/VRは3Dデジタルインタラクションの次世代ITプラットフォームと見なされています。しかし、現在の市場状況は期待に添っておらず、IDCの2023年第2四半期の報告によれば、世界のAR/VRヘッドセット出荷量は4四半期連続で減少し、2023年第2四半期の販売は前年同期比で44.6%減少しました。需要を刺激し、採用率を高めるには多くの課題が克服される必要があります。ディスプレイ技術の革新はAR/VR製品の開発と市場成長に不可欠です。

 

成長の予測

 

DSCCのディスプレイ研究部門のディレクター、Guillaume Chansinによると、AR/VRヘッドセット市場は今後5年間、2024年からより力強い成長が期待されています。高解像度RGB OLED とMicroLEDはVRディスプレイ市場で主導的な地位を占めるでしょう。ほとんどのデバイスには 、2つのディスプレイ（各眼に1つずつ）を搭載しています。DSCCは、2028年までにAR/VRディスプレイの出荷台数が1.24億台に達すると予測しており、VR（透過型ARを含む）が消費市場をリードし、透過型ARは主にプロフェッショナル向けになると指摘しています。

 

AR/VRでは、システムの解像度はPPD（度ごとのピクセル）で測定されます。PPDが十分でない場合、スクリーンドア効果が生じます。この問題を克服するため、多くの企業が高解像度のマイクロディスプレイを使用し始めています。VRシステムは、外形寸法を縮小し、スクリーンドア効果を削減するためにMicroOLEDを使用し始めました。MicroOLED：VRおよび透明ARディスプレイ分野で主導的な地位を占めるOLEDマイクロディスプレイ（MicroOLED）は、VR/MR（Mixed Reality）ディスプレイに使用され始めており、特にApple Vision Proで使用されています。これは、VRおよび透明ARに使用でき、外形寸法を縮小し、スクリーンドア効果を削減するのに役立ちます。一般的に、MicroOLEDディスプレイはRGB OLEDおよびWhite OLED（WOLED）に分類されます。しかし、高解像度のRGB OLEDマイクロディスプレイは、FMM（Fine Metal Mask）蒸着プロセス中の影響を受けているため、課題が残っています。高輝度が可能なMicroLEDは、透過型ARにとって有利ですが、VRにとってはあまり重要ではありません。

 

MicroLED: ARディスプレイへの新技術

 

MicroLEDは、非常に高輝度、高い信頼性（無機LEDディスプレイ）、そして低電力でコンパクトな外観を持つことから、透過型AR市場に大きな利点をもたらします。高効率のMicroLEDを単一の基板上に開発するためには、微細なチップサイズが必要です。ただし、MicroLEDの効率はチップサイズの縮小に伴って低下します。サムスンディスプレイの研究によれば、適切なサイドウォールパッシベーション構造と方法を使用して表面の欠陥を最小限に抑え、サイズに関連する外部量子効率（EQE）の低下問題を緩和することができるとされています。まずはオプティカルコンバイナーを用いた3枚のRGBパネルの製品化を目指し、次のステップとしては1枚のRGBパネルを用いたAR製品の開発が期待される。この分野のいくつかの企業、例えばJade Bird Display（JBD）、Porotech、PlayNitrideなどは、最近、フルカラーのMicroLEDデモを発表しました。

 

DSCCのAR/VRフォーラムでのMojoのCEOであるNikhil Balaramによると、高効率なサブマイクロンRGB MicroLEDを単一の基板上に実現するには、成熟したエコシステムとコスト効果の高い拡張可能なプロセスが必要です。Mojoは、高性能な量子ドット（HPQD）、効率の高いサブマイクロン青色および緑色のMicroLED、および効率の高い赤色および緑色のQDインクを使用したカラーディスプレイを開発しており、その製造プロセスには300mmシリコンベースの窒化ガリウム製造プロセスが使用されています。

 

Nanosysの先端科学者Ilan Jen-La Planteは、QDCCプロセスはMicroLEDの製造を簡素化し、R/G/B LEDチップの標準的な大量転送の収率を向上させると述べています。これは、青色のチップだけを必要とするため、駆動電子デバイスが簡素化されます。赤色のQD-MicroLEDは、特にピクセルサイズが小さい場合、固有の赤色MicroLEDよりも効率が高いとされています。

 

JBDは、10月に0.13インチの赤色MicroLEDチップの輝度が100万ニットを超えたことを発表しました。JBDの赤色MicroLEDピクセル間のスペーシングはわずか4μmで、発光エリアのサイズは2μm未満であり、効率の向上に関する課題に直面しています。新しい材料とプロセスを組み合わせて、サイズに関連する課題を克服し、内部量子効率を大幅に向上させたとされています。赤色の輝度のこの進展により、JBDのHummingbird X-cube多彩なプロジェクターが新たな水準に引き上げられました。JBDは、大衆向けのARガラス市場を刺激する量産のHummingbird光学エンジンを発売予定です。Hummingbirdカラープロジェクターには、3つの0.13インチMicroLEDディスプレイが統合されています。MicroLEDは現在、商業化の方向に向かっています。

 

LCD: VR ディスプレイにおける MiniLED の高い性能

 

LCDは、高PPIなどの技術の進化により、VR市場をリードしています。これらの企業は、高い開口率のディスプレイを生産するために、現在、高度なLTPO（LTPS+オキシドバックプレーン）技術を使用しています。ローカルディミング技術の採用により、高いコントラストと低消費電力が実現されています。MiniLEDバックライトの統合は、LCDの応答時間、コントラスト、輝度、寿命の性能向上に貢献しています。また、LCDはコスト競争力も備えています。

 

AR/VR市場にとって、各ディスプレイ技術はそれぞれ利点と課題を持っています。特に、Micro OLEDとMicroLEDのようなディスプレイ技術の革新は、AR/VR市場の成長に不可欠です。