Apple、"アンダーパネルFace ID"の適用が遅延...ディスプレイ業界に悩みが深まる


2024.09.19 The Elec

 

AppleのiPhoneにアンダーパネルFace IDの導入が予定よりも大幅に遅れている。ディスプレイ業界ではこれまで、AppleがiPhoneにアンダーパネルFace IDとアンダーパネルカメラ(UPC)を順次適用し、完全なフルスクリーンを実現すると期待されていたが、技術の適用時期は依然として不透明だ。

 

アンダーパネルFace IDとは、iPhoneのユーザー認証機能であるFace IDをパネル下に配置する技術を指す。この技術では、Face IDを使用しない時はその部分が通常のディスプレイ機能を果たす。しかし、アンダーパネル技術が適用された部分のディスプレイの画素密度は他の部分よりも低くなる。これは、外部からの光を受け入れるために、画素が存在しない部分を設ける必要があるからだ。UPCはカメラをパネルの下に配置する技術であり、カメラを使用しない時は通常のディスプレイとして機能する。アンダーパネルFace IDの技術原理はUPCと同じである。

 

9月19日、ディスプレイ業界の情報によると、AppleはiPhoneにアンダーパネルFace IDを適用する時期をまだ決定していないという。業界では、Appleが2022年にiPhone 14 Proの2機種にホールディスプレイ(ダイナミックアイランド)を導入した後、順次アンダーパネルFace IDやUPCを適用し、フルスクリーンを実現すると期待されていたが、延期が続いている。ベゼルは今年もさらに薄くなっている。

 

AppleがアンダーパネルFace IDの適用時期を決定できない理由は、技術の完成度とデュアルベンダーの問題にある。

 

現在、SamsungディスプレイやLGディスプレイなどが関連技術を協力企業と共に開発中だが、技術の完成度はAppleの要求水準に達していないとされている。アンダーパネルFace IDは、赤外線(IR)レーザーの受信部と送信部で構成されており、現在の技術ではこれらをすべてパネル下に配置することが困難だ。業界関係者によれば、「iPhoneにアンダーパネルFace IDの受信部と送信部をすべてパネル下に配置するには時間がかかる」とし、現時点では技術の適用時期を予測するのは難しいという。

 

アンダーパネルカメラ(UPC)とホールディスプレイの比較。UPC領域の画素密度は、他の通常のディスプレイ領域の画素密度よりも低い。UPCの領域では画素密度がまばらな代わりに、画素がない部分から光を取り込む。(資料:サムスンディスプレイ)
アンダーパネルカメラ(UPC)とホールディスプレイの比較。UPC領域の画素密度は、他の通常のディスプレイ領域の画素密度よりも低い。UPCの領域では画素密度がまばらな代わりに、画素がない部分から光を取り込む。(資料:サムスンディスプレイ)

 

アンダーパネルカメラ(UPC)とホールディスプレイの比較では、UPC領域の画素密度は他の通常のディスプレイ領域よりも低くなっています。UPCの領域では画素密度がまばらですが、その代わりに光を取り込むための画素のない部分があります。

 

デュアルベンダー問題は、2社以上のパネルメーカーが関連技術を確保しないとAppleが量産に踏み切れないという認識に基づいています。現在、この分野ではSamsungディスプレイが最も進んでいますが、Appleの立場としては、LGディスプレイやBOEなど他のパネルメーカーも準備が整わないと、製造コストの上昇を最小限に抑えてアンダーパネルFace IDをiPhoneに適用することができません。

 

製品ラインアップもまた課題です。別の業界関係者は「Appleは現在準備中のフォルダブル製品と、従来のバー型iPhoneのどちらにアンダーパネルFace IDを優先的に適用するかをまだ決めかねている」と述べました。

 

現在、SamsungディスプレイはカナダのOTIルミオニクスと協力して関連技術を開発中です。OTIルミオニクスの技術の核心は、OLEDの発光層から出る光が通過する不透明な陰極素材を透明にすることです。陰極の一部を透明にすることで、外部からの光が入り、ユーザーの認識(アンダーパネルFace ID)や写真の撮影(UPC)が可能になります。

 

OTIルミオニクスは、有機物である陰極パターン材料(CPM)をファインメタルマスク(FMM)でパターン蒸着した後、陰極をオープンメタルマスク(OMM)で蒸着することで、陰極がCPMを避けて蒸着される技術を開発してきました。マグネシウム-銀(Mg-Ag)合金でできた陰極素材がCPMのない部分に集まり、パターンが完成します。

 

しかし、現在開発中のアンダーパネルFace IDでは、IRレーザーがパネルを通過する際に回折現象が依然として発生することが確認されています。

 

LGディスプレイやLGイノテックも関連技術を開発しています。LGイノテックは、光量が不足している現行のUPCの限界を克服するために、「フリーフォームオプティク」レンズを考案しました。このレンズモジュールは複数のレンズで構成されており、1つ以上の面に「自由曲面」形状が含まれています。LGイノテックは、特許書類で「フリーフォームレンズ」と「アンダーディスプレイカメラ」という用語を一緒に言及し、2021年9月19日現在で「光学モジュール」(出願番号:10-2021-0114295)など6件の特許を出願しています。

 

UPCはカメラがディスプレイ下に位置しているため、通常の前面カメラモジュールに比べてイメージセンサーに届く光の量(光量)が少なくなります。光がカメラレンズに到達する前にディスプレイ部分を通過するため、光の一部が失われます。Samsungが今年発売したフォルダブルフォン「Galaxy Z Fold 6」のUPCは前作と同じ400万画素をサポートしていますが、通常のバー型スマートフォンの前面カメラモジュールが1000万画素以上をサポートしていることと比較すると、まだ画素数が低いです。

 

サムスン電子 Galaxy Z Fold の仕様比較 (資料:サムスン電子)
サムスン電子 Galaxy Z Fold の仕様比較 (資料:サムスン電子)