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2010年11月15日

MEMSディスプレイは電子書籍リーダーを変えるか？(2) 液晶表示と比べて

カテゴリ：デバイス

MEMSディスプレイは電子書籍リーダーを変えるか？(1) 書籍表示の問題点

CEATEC2010の日立ブースで、MEMSシャッター方式のディスプレイの量産試作が展示されていた。

日立ディスプレイズ、光利用効率が液晶の10倍「MEMSシャッター方式ディスプレイ」を開発

2.5インチで解像度はQVGAということで、あまり目を引くデモではなかったのだが、私は、電子書籍リーダーの革命児になるのではないかという気がして、衝撃を受けたことを、(1)で書いた。

さて、MEMSシャッター方式ディスプレイとは、どんなデバイスなのだろうか？

従来の液晶ディスプレイは、RGBそれぞれのフィルタがついた液晶画素を相変化させることにより、光が透過するかどうかが変わり、背後から照らすバックライトが目に届くかどうかで、画素の発光と色の表現を行っている。
液晶の相を維持するためには、常に液晶パネルに電力供給が必要であり、また、バックライトも、（最近はLEDの分割駆動みたいなものは出てきてはいるが）基本は常時点灯で、液晶のON/OFFで絵を表現するため、画面が真っ暗であろうと消費電力はほとんど減らず、表示中は常に電力を必要とするため、トータルで消費電力が多い。

MEMSというのは、バックライトがあるのは、通常の液晶と同じなのだが、画素の表示を、液晶の相変化で行うのでなく、微細で機械的なシャッターを画素ごとに作り、このシャッターを高速に開閉して行うのだ。

こう聞くと、そんなに高速に開閉できるのか？とか、高精細化が難しいのではないか？とか、耐久性が大丈夫なのか？といった疑問が湧いてくる。

実はシャッターの駆動方式については秘密で答えてもらえなかったのだが、高速性については、液晶の化学的な相変化に比べて、オーダーが違う速さだそうで、しかも、液晶と違って低温でも速度が変わらないメリットがあるそうだ。

高精細化については、構造が複雑な分、不利なようだが、RGBごとにシャッターを設けるのではなく、画素毎に一つシャッターを設けた上で、シャッターの高速駆動を利用し、RGBのバックライトを時分割で駆動しながら、タイミングを合わせてシャッターを開閉することでカラー表示をしているので、それほど不利ではないようだ。

すなわち、歩留まりの問題は別にして、精細度については、今のプロセスのままで、7インチで800×480ピクセル程度、10インチでXGA程度のタブレットは、楽々作れてしまうということだ。

しかも、液晶ディスプレイでは開口率40%に対して、最終的な光利用効率が6%程度だったのに比べ、MEMSは構造が複雑な分、開口率は12%と低くなるが、液晶ディスプレイにはあった偏光フィルムやカラーフィルタが不要になるため、光利用効率は60%と高くなり、消費電力は半分以下に抑えられ、色再現性も高くできるという。

ただし、諧調については、プラズマディスプレイみたいに、時分割駆動で擬似的に作ることになるため、諧調の滑らかさについては、最新の液晶ディスプレイに比べれば、やや不利なのではないかと予想されるが、テレビならともかく、電子書籍程度ならそれほど問題ではないだろう。

寿命についても、詳しい根拠は示されていないが、記事での日立の人との質疑応答によれば、液晶ディスプレイと変わらず、問題ないとのことで、コストも液晶に比べれば高くはなるが、何倍というレベルではない、と言っているので、数十％アップ程度なのだろう。

ということで、単なるカラーディスプレイとして見た場合、3インチでWVGAのようなよりピッチが細かなディスプレイの製造には疑問が残るが、タブレット端末に使うような中型サイズで、それなりの解像度のディスプレイは、現状でも十分製造可能で、しかも、液晶ディスプレイに比べても、画質は悪くないし、より低消費電力のデバイスを作れる可能性があると言えるだろう。

あーあ、液晶ディスプレイの代替デバイスとしての分析だけで、こんなに長くなっちゃった。
もう一つ、MEMSシャッター方式ディスプレイのもう一つの側面を説明しないことには、このデバイスが、電子書籍リーダーにとって、いかに革命的かを説明したことにならないのだが・・・。

ということで、それについての説明は、また別途。

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