次世代「MEMS-IGZOディスプレイ」は何をもたらすか - シャープ技術説明会

シャープは12日、次世代のディスプレイ装置と位置付ける「MEMS-IGZOディスプレイ」に関して、報道関係者向けの技術説明会を開催した。関連技術は米クアルコムの子会社であるピクストロニクス(Pixtronix)と共同で開発しており、米クアルコムの上級副社長であるグレッグ・ハインジンガー氏も訪れた。

MEMS-IGZOディスプレイは、2013年9月に千葉県・幕張メッセで開催された映像・情報・通信の総合展示会「CEATEC JAPAN 2013」でも、シャープのブースで披露されていた。それから約1年、今回の説明会は基本的な技術のおさらいや、進化したMEMS-IGZOディスプレイの展示、実用化までのロードマップ更新といった内容だ。

まず「MEMS」だが、Micro Electro Mechanical Systemsを略したもので、微少電気機械システムなどと訳される。ものすごく小さな電機部品や、歯車などの機械部品と考えればよい。シャープのMEMS-IGZOディスプレイを簡単に言うと、IGZOディスプレイを構成するバックライトの光を制御する部分に、MEMS技術を応用した「シャッター」を用いた製品だ。

MEMS-IGZOディスプレイの特徴は大きく4つ。(1)低消費電力、(2)高色純度/高色再現性、(3)表示コンテンツに応じたさらなる低消費電力、(4)耐環境性能だ。

これらはMEMS-IGZOディスプレイの構造からくるものが多い。MEMS-IGZOディスプレイのバックライトはRGBの3色LEDバックライトだが、従来型の液晶では基本部品となるカラーフィルタや偏光板、液晶分子を必要としない。LEDバックライトはRGBが順次点灯し(フィールドシーケンシャル方式)、MEMSシャッターの高速開閉によって画面への透過が制御される。このとき、MEMSシャッターの開閉タイミングは約100マイクロ秒という速さだ。LEDバックライトの光がカラーフィルタや偏光板を通さないので、光学効率が非常に高いのだ。従来型液晶と比較して2倍から3倍も効率的だという。

つまり少ない光(バックライト)で明るい画面が得られるため、低消費電力性能が高くなる。RGBの光がほぼダイレクトに画面へ伝わるため、色純度も向上する。色空間でいうと、NTSC比で120%を実現しているとのことだ。

(3)の表示コンテンツに応じたさらなる低消費電力は、画面に表示するコンテンツに応じてMEMSシャッターの駆動スピードを変え、消費電力をコントロールする仕組み。例えば広色域の画像や映像なら、MEMSシャッターが高速で開閉して(LEDバックライトの透過量が多い)、鮮やかな画面とする。一方、グレースケールの文章や電子書籍といったコンテンツなら、MEMSシャッターの駆動速度を落とすことによって、消費電力を大幅に減らすことが可能だ。

将来的に、MEMS-IGZOディスプレイを搭載したスマートフォンが登場したら、バッテリ駆動時間への貢献もかなり期待できる。現在のAQUOSフォンなど、IGZO液晶を搭載したスマートフォンのバッテリ駆動時間が長いのは、多くの人が知るところだろう。

そして(4)優れた耐環境性能は、外光下でも高コントラストで鮮やかな表示が可能、高温環境でも鮮明で色再現性の高い表示が可能、極低温下でも動画ボケのない表示が可能といった説明がなされていた。MEMS-IGZOディスプレイによって、将来的には夏の浜辺でもスマートフォンやタブレットを使えるようにしたいという。また、MEMS-IGZOディスプレイはマイナス30度という低温下でも表示性能を保てるため、高温環境への適応性と合わせて、特殊な用途や環境への展開を視野に入れている。

今後のロードマップだが、まずはタブレットや車載用途から実用化していく予定で、2014年度中から2015年度にはサンプル出荷が始まる見通しだ。現在は量産プロセスを構築中で、これには一定のめどが立っている。さらには高性能化(高精細/高視認性)を進め、2016年ごろにはスマートフォン/タブレット向けのサンプルを出荷、2017年ごろからの量産開始(＝実際の製品となって登場)を見込む。MEMS-IGZOディスプレイの特徴が生きる分野から製品化を進め、生産技術がこなれてきたら、大型化やメインストリームデバイスの液晶を置き換えていくことを目指す。メインストリームデバイスについて具体的な話題は出なかったが、大型化と合わせて考えると、10型クラスのタブレットや、より大画面のノートPCなどでも採用が進む期待はある。

今回の技術説明会では、シャープの代表取締役 専務執行役員 デバイスビジネスグループ担当、方志教和氏が、MEMS-IGZOディスプレイの戦略面について概要を述べ、質疑応答に対応した。方志氏は現在から今後のディスプレイ装置に関して、競争軸の変化に言及。現在の液晶ディスプレイは高精細化や狭額縁(ベゼル)化に競争があるが、いずれ限界を迎えるとする。例えば、高精細化はdpiやppiという単位で定量化されるが、現在のMEMS-IGZOディスプレイは217ppiをクリアしており、400ppiから600ppiくらいに落ち着くのではないかとした。

もう1つの競争軸は低消費電力で、上述の高精細化や狭額縁化とは違い、今後もニーズが続いていくと見通す。ここでMEMS-IGZOディスプレイのアドバンテージがある。

新しい競争軸としては、デザイン性能、耐環境性能、ユーザーインタフェース革新という3点を挙げた。デザイン性能は「異形ディスプレイ」とも言い換えられ、いわゆる四角形ではない液晶ディスプレイだ。シャープは2014年6月18日に「FFD」(フリーフォームディスプレイ)というデバイスを発表しており、形状の自由度が高い液晶ディスプレイの製造技術を確立している。今回の会場では、丸形のFFDを用いた車のインパネ(速度メーターなど)が展示されていた。もちろんきちんと動く展示だ。

耐環境性能は先述の通りで、高温や低温の環境で使われるデジタルサイネージといった用途を考えている。3つめのユーザーインタフェース革新は、MEMS-IGZOディスプレイに多彩なセンサー機能を統合し、インタラクティブ性を高める構想だ。タッチ操作はもちろん、音声入力や視線入力、ハンドジェスチャー入力などが実装されると、かなり面白いデバイスが作れるのではないだろうか。

また、プレゼンテーションの途中、米クアルコム 上級副社長 兼 ピクトロニクス 社長のグレッグ・ハインジンガー(Dr.Greg Heinzinger)氏がゲストスピーチを行った。クアルコムの歴史や事業、ピクトロニクスがMEMS関連技術の研究開発を行っていることを簡単に紹介し、シャープと共同で世界初のMEMS-IGZOディスプレイに取り組めるのは素晴らしいことと語った。シャープとピクトロニクスのエンジニアが敬意を持って接し合い、居酒屋でも議論を続け(会場に笑い)、これほど良好な関係が築けるパートナーシップはまれなことと強調する。最後に「製品化を祝う日を楽しみにしている。シャープとピクトロニクスという日米企業のパートナーシップが、オープンイノベーションの成果をお見せできると確信している」とまとめた。