MicroLEDディスプレイ：将来に備える？

次世代のディスプレイ技術であると多くの人に信じられているMicroLEDは、LED、ディスプレイ、OEM、材料などのプレーヤーによって追求されてきました。 LCDやOLEDとは異なり、microLEDはサイズ制限のない唯一のディスプレイ技術であると考えられています。 潜在的なアプリケーションは何ですか？ 誇大広告と現実は何ですか？ これらは、最新のIDTechExレポート「Micro- LEDDisplay 2020-2030：Technology、Commercialization、Opportunity、MarketandPlayers」で取り上げられた質問です。

さまざまな動機がMicroLEDディスプレイの進歩を推進しています

サムスンディスプレイは、LCD事業を終了し、QDLCDおよびOLED事業に注力すると発表しました。 LGDisplayはLCDパネルの国内生産を停止しました。 韓国のベンダーは、LCDパネルの生産を減らし、QLEDとOLEDに移行する傾向があります。 また、パナソニックやJDIも液晶事業から撤退している。 AUO、Innolux、およびその他のいくつかの台湾企業は、LCDまたはOLEDへの投資を遅らせています。 比較として、LCD製造は、コスト能力、新しいラインの生産効率、および業界チェーンのサポートにより、中国本土にシフトしています。

OLED分野では、OLEDパネルの生産は、効果的な生産能力、上流の材料と設備、下流のアプリケーション、およびサプライチェーンの完全性の点で韓国企業によって支配されています。 たとえば、SDCとLGDは、上流の材料および機器企業をサポートし、優れたエコシステムを構築してきました。 ダウンストリームアプリケーションでは、Samsungの小型/中型OLEDパネルが最初にSamsungスマートフォンに供給され、LGDの大型OLEDパネルが最初にLGTVに提供されます。 彼らのブランドはまた、十分なサポートとフィードバックを提供することができます。 サムスンとLGはそれぞれ小型/中型と大型のOLEDパネルを支配しています。

上流の主要な材料と設備に関しては、日本とドイツは非常に強いです。 それらの利点は、LCDやOLEDだけでなく、他の潜在的な新しいディスプレイタイプにも適用できます。

このような背景から、新しいディスプレイテクノロジーに参加することで、関連するプレーヤーに新しい機会をもたらすことができます。新しいディスプレイテクノロジーは、現在の地域クラスターと利点を打ち破り、新しい業界構造を形成する可能性があるからです。

これが、microLEDディスプレイが大きな関心を集めている重要な理由の1つです。 さらに、microLEDディスプレイは、広色域、高輝度、低消費電力、優れた安定性と長寿命、広視野角、高ダイナミックレンジ、高コントラスト、高速リフレッシュレート、透明性、シームレス接続、センサー統合などの価値提案を提供します価値提案のいくつかは、LCD、OLED、QDなどの代替手段によって提供できますが、microLEDには、多くの人が追求している独自の価値提案があります。

さまざまなディスプレイ技術の価値提案。 出典：IDTechEx

もう1つの推進要因は、microLED業界をフォローアップするプレーヤーの数の増加です。 MicroLEDは現時点では主な焦点ではないかもしれませんが、microLEDが実際に離陸した場合に備えて、取り残されるのではなく、すぐに追いつくことができます。

開発の焦点を変えて活動を増やす

ディスプレイサプライヤーからの活動の増加は、約50億ドルの巨額の累積投資、特許出願の増加、およびmicroLEDベンダーによって持ち込まれたプロトタイプ/製品から見ることができます。 AUO、PlayNitride、RiTdisplay、Samsung、LG、Sony、TCL、Tianma、Konka、Glo、Plessey、JBD、X-Display、VueReal、CSOT、Sharp、Kyoceraなどの名前が表示されます。

ただし、ラボ/ファブラボ規模の生産で技術/科学の準備ができていることを証明するためのプロトタイプは、大量生産された市販製品とは大きく異なります。 後者は、消費者製品に欠陥がないことを要求します。 科学はそこで証明されていますが、もっと難しいのは工学と製造の問題です。 たとえば、従来のLEDは外部量子効率（EQE）を約70％に到達させることができますが、10 µm未満の小さなマイクロLEDは20％に到達するのに苦労する可能性があります。 赤色LEDは、EQEが低く、機能が脆弱であるため、特に困難です。 小さなマイクロLEDは表面積が大きいため、製造プロセス中に欠陥が増える可能性があります。 したがって、高効率を維持しながらダイサイズの小型化、チップ設計、チップ製造技術の向上など、エンジニアリング/製造の課題を解決することが重要です。 その他の問題には、物質移動の歩留まり、欠陥の修復、テスト、均一性、色変換などが含まれます。

microLEDディスプレイを製造するには、エピタキシー、フォトリソグラフィー、チップ製造、基板除去、検査、物質移動、ボンディングと相互接続、テスト、修理、バックプレーン、ドライブICなど、多くの技術とプロセスが必要です。いくつかの技術的な問題は解決されましたが、新しい課題が私たちの前に置かれています。 たとえば、数年前は、金型の小型化、チップ設計、物質移動などに重点が置かれていました。最近では、すべてのプロセスを完全に理解することが重要であると認識するプレーヤーが増えています。 そのため、検査、修理、運転、画像改善、光管理、大量生産設備などの技術にも力を入れる人が増えています。

COVID-19の下での供給の改造

現在世界で起こっている最大の議論の1つはCOVID-19です。 COVID-19を管理している国が増えるにつれ、問題は公衆衛生だけでなく、社会的、経済的、政治的側面で私たちにもたらす長期的な影響でもあります。

複数の既存の産業と新しい産業を含む、micoLEDディスプレイは、既存のLEDとディスプレイのサプライチェーンを形作る可能性があり、その結果、長くて複雑な新しいものになります。 新しい技術アプローチと新製品は、CMOS業界がマイクロLEDベースのマイクロディスプレイサプライチェーンで地位を占めることができるなど、プレーヤーに新しい機会を提供することもできます。

COVID-19の経験があると、世界経済とサプライチェーンの構築が影響を受ける可能性があります。

2月以降のCOVID-19の認識はかなり異なります。 2月、COVID-19の状況は中国で最も深刻でした。 したがって、多くの分析はサプライチェーンの安全性に焦点を合わせました。 中国のグローバルな産業サプライチェーンにさらに依存するために、リスクは何度も議論されてきました。 3月以降、世界的大流行により人々はより広い角度から見るようになりました。 第一に、世界経済の成長は世界中で大幅に格下げされており、一部の国からの政府の支援があっても失業率は上昇しています。 第二に、消費者産業は深刻な影響を受けています。 必要性の低い製品の購入は、消費者とビジネスユニットの両方にとって削減されます。 第三に、金融市場は影響を受けています。 次に、大事なことを言い忘れましたが、グローバルサプライチェーンへの影響は、現在も将来も残ります。

COVID-19の世界的大流行により、米中関係がより緊迫することは多くの人に受け入れられています。 また、国境の閉鎖、渡航禁止令、輸出条件、サプライチェーンの麻痺により、グローバリゼーションは衰退しています。 一方で、IDTechExは、貿易戦争の影響を受ける可能性が低い企業との提携を意図的に選択したと、いくつかの中小企業から聞いています。 一方、グローバリゼーションは依然として一般的な傾向ですが、将来的には、地域クラスターがグローバルネットワークよりもサプライチェーンの構築においてより重要な役割を果たす可能性があります。

Demand and supply of MicroLED displays. Source: IDTechEx

MicroLEDディスプレイのアプリケーション市場

microLEDディスプレイの需要は、次の2つの側面から分析できます。
•既存のディスプレイ市場での交換
•新しいディスプレイ市場の創出

前者の場合、以下に示す8つのアプリケーションが最も多く対処されます。 それらは、拡張/複合現実（AR / MR）、仮想現実（VR）、大型ビデオディスプレイ、テレビとモニター、自動車用ディスプレイ、携帯電話、スマートウォッチとウェアラブル、タブレットとラップトップです。

既存のアプリケーション市場での交換

たとえば、現在のディスプレイ市場を支配しているLCDディスプレイは、65インチ未満のほとんどすべてのディスプレイに適用されています。 LCDには、サイズを大きくするという本質的な制限があります。 OLEDは、主にスマートフォンのディスプレイで市場シェアを拡大​​しています。 QD-LCDはプレミアムTVとして販売されており、ますます多くの消費者に受け入れられています。 LEDディスプレイはすでに巨大なパブリックディスプレイで使用されています。 それらと競争するために、microLEDは利点を提供するためにそれらのユニークな価値提案または価値提案の組み合わせを特定する必要があります。

一方、この段階で提供できるものが境界を設定します。 たとえば、コスト競争力を高めるために、microLEDは小さなサイズに製造する必要があります。 ただし、小型のmicroLEDは、ソリッドステート照明に使用される従来のLEDと比較して効率がはるかに低くなります。 低効率のmicroLEDは、小型のLEDと低消費電力を必要とするアプリケーションに「低消費電力」という価値提案を提供できない場合があります。

コストの面では、典型的なマイクロLEDディスプレイの前面のコストは、OLEDやLCDとは異なり、面積ではなく、LEDの数に依存します。 これが、テレビの同じ解像度でスマートフォンを製造すると、予想が桁違いに低くなるのではなく、同様のコスト予測になる可能性がある理由です。

したがって、各アプリケーションの背後にあるさまざまなテクノロジーアプローチを理解し、それらの可能性と機会について明確な評価を得ることが重要です。

新しいディスプレイ市場を創造するには、他の方法では実現できない機能が必要です。 典型的な例には、カスタマイズされた形状のディスプレイやセンサーが統合されたディスプレイが含まれます。 新たに登場した新しいディスプレイは、既存のディスプレイを超えて私たちの想像力を拡大し、ユビキタスディスプレイで世界に到達するのに役立ちます。