結晶性酸化物半導体が実現する高精細、低消費電力ディスプレイ。

AQUOS PHONE ZETA SH-03G
IGZO搭載のスマートフォン
「AQUOS ZETA SH-03G」
(販売 株式会社NTTドコモ/ 製造 シャープ株式会社)

当社では結晶性酸化物半導体を搭載した様々なディスプレイの研究・試作を行っています。結晶性酸化物半導体を用いたFETを用いることで、高精細なディスプレイを実現してきました[1]
8Kディスプレイ(画素数 7680×4320)、フレキシブル技術を応用した折りたためるディスプレイ(foldable display®マルチディスプレイ、タッチセンサ付ディスプレイ、超高精細ディスプレイなどの有機ELディスプレイは、高精細、高コントラストが特長。モバイル機器への応用がますます期待されています。
一方、結晶性酸化物半導体を搭載した液晶ディスプレイは、IDS駆動®(アイドリングストップ駆動)1)が可能。目にやさしく、省電力化、高精細化できることが特長です。

当社の結晶性酸化物半導体技術は、2012年よりシャープ株式会社製のスマートフォンに搭載されるなど、ディスプレイ分野で幅広く用いられています。





[1] K. Yokoyama et al., “A 2.78-in 1058-ppi Ultra-High-Resolution OLED Display Using CAAC-OS FETs”, SID Symp. Dig. Tech. Pap., 46, 1039 (2015).


有機ELディスプレイ


8Kディスプレイ

超高精細な8Kディスプレイによる映像は、奥行きや立体感まで表現するナチュラル3Dの世界。SELではSELでは13.3型[2], [3]や、OLED Displayとしては世界最小の8.3型[4], [5]など、さまざまなサイズで8Kディスプレイを実現しています。今後は仮想現実(VR)などへの応用も視野に入れ、開発を進めてまいります。


▲8.3型8Kディスプレイ
(画素数 7680 x 4320)[4]

13.3型8Kディスプレイ (画素数7680×4320)
▲超高精細 - 次世代TV規格(スーパーハイビジョン)
13.3型8Kディスプレイ (画素数7680×4320)[3]
※撮影時は8K、60Hzコンテンツを表示

 8.3型(世界最小8K OLED Display)13.3型8Kディスプレイ
サイズ8.3インチ13.3インチ
有効画素数7680 (H) × 4320 (V) (8K)7680 (H) × 4320 (V) (8K)
精細度1058 ppi664 ppi
ドライバGD:内蔵 SD:COGGD:内蔵 SD:COG
フレーム周波数60 Hz60 Hz/120Hz
カラー化白色タンデムOLED (トップエミッション)
+ カラーフィルタ
白色タンデムOLED (トップエミッション)
+ カラーフィルタ
バックプレーンOSFETOSFET


[2] S. Kawashima et al., “13.3-in. 8K x 4K 664-ppi OLED Display Using CAAC-OS FETs”, SID Symp. Dig. Tech. Pap., 45, 627 (2014) , Received SID Distinguished Paper Award.
[3] R. Yamamoto et al., “13.3-inch 8k4k 664-ppi 120-Hz 12-bit OLED Display”, SID Symp. Dig. Tech. Pap. 47, 53 (2016), Received SID Distinguished Paper Award.
[4] M. Shiokawa et al., “A 1058 ppi 8K4K OLED Display Using a Top-Gate Self-Aligned CAAC Oxide Semiconductor FET”, SID Symp. Dig. Tech. Pap. 47, 1209 (2016).
[5] T.Aoyama et al., “An 8.34-inch 1058-ppi 8K x 4K Flexible OLED Display”, SID Symp. Dig. Tech. Pap. 48 [1], 338 (2017).



AR/VRに向けた超高精細ディスプレイ

OSLSI®技術を応用して、世界最高水準画素密度(当社調べ)のディスプレイを実現しました。


▲5000ppiディスプレイ[6]
 スペック
サイズ0.28 インチ
有効画素数1280 × 720 (HD)
精細度5291 ppi
フレーム周波数120 Hz
カラー化White OLED(トップエミッション) + カラーフィルタ
ソースドライバExternal
スキャンドライバ内蔵
バックプレーンOSFET

[6] S. Katsui et al. “5291 ppi Organic Light Emitting Diode Display using Field-effect Transistors Including a C-Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor”, SID Symp. Dig. Tech. Pap., 50, 311 (2019) ), Received SID Distinguished Paper Award.



折りたためるディスプレイ(foldable display®


▲折りたためるディスプレイのデモンストレーション動画

▲8.7型タッチセンサ内蔵3つ折りディスプレイ[7]
映像提供Getty Images


▲13.3型2つ折りディスプレイ (画素数7680×4320)[8]

[7] K. Watanabe et al., “An 8.67-in. Foldable OLED Display with an In-cell Touch Sensor”, SID Symp. Dig. Tech. Pap., 46, 246 (2015).
[8] K. Takahashi et al., “13.3-inch 8k4k 664-ppi Foldable OLED Display Using Crystalline Oxide Semiconductor FETs”, SID Symp. Dig. Tech. Pap., 46, 250 (2015).



マルチディスプレイ

額縁が透明な小型フレキシブルパネルを用いることでディスプレイの利用シーンが広がります





[9] D. Nakamura et al., “An 81-in. 8k x 4k OLED Kawara-Type Multidisplay that Provides a Seamless, Continuous Image”, SID Symp. Dig. Tech. Pap., 46, 1031 (2015).


▲車載ディスプレイ(3ユニット)

液晶ディスプレイ


反射型ディスプレイとIDS駆動の組み合わせではバックライトが不要で極低消費電力化も可能となります。この技術により目に優しく長時間駆動が可能な理想的な電子書籍リーダーが期待できます。


▲5.9型タッチセンサ付反射型ディスプレイ (画素数1536×2048)[10]
映像提供Getty Images

[10] D. Kubota et al., “Reflective LCD with High Reflectance and Color Reproductivity for Reduced Eye Strain”, SID Symp. Dig. Tech. Pap., 46, 1084 (2015).

1) IDS駆動®(アイドリングストップ駆動)技術
結晶性酸化物半導体により画像信号の保持が可能になることに着目した静止画の表示方法がIDS駆動です。一般的なディスプレイでは、1秒間に60枚以上の画像が表示され、人の目はそれを一つの絵や連続した動画として認識しています。つまり、静止画に見える画像でも実際には高速に大量の画像が表示されています。これに対しIDS駆動では、静止画表示中の画像の書き換え回数をたとえば5秒間に1回に減らすことができ、自然物や紙の情報を見ている状態に近づけることができます。さらに反射型ディスプレイとの組み合わせではバックライトが不要で極低消費電力化も可能となります。この技術により目に優しく長時間駆動が可能な理想的な電子書籍リーダーが期待できます。

※OSLSI、foldable display、IDS駆動は、半導体エネルギー研究所の登録商標です。(商標登録第5698906号、第5680115号、第5582173号)