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多用途化する電子ペーパー
−電子ブック、看板、POP広告、大画面ディスプレイ、電子新聞−

　紙のように丸めたり、折りたたんだりでき、どこででも読むことができる電子ブックや電子ディスプレイ、書き換え自由で超薄型の電子ペーパーは、ユビキタス社会において今後爆発的に普及すると考えられている。

　表示技術としては、反射型液晶方式、フレキシブル有機ELの他、マイクロカプセル型電気泳動方式、マイクロカップ型電気泳動方式、電子粉流体方式、トナーディスプレイ方式、エレクトロクロミック方式、エレクトロデポジション方式などが考案されている。これらは電子看板(Signage)、POP広告、情報掲示板、電子値札、時計、スマートカード、RFIDタグ、電子ブック、電子辞書、PDA、ラップトップサブディスプレイ、オフィス電子パッドなどに応用展開されている。

　電子ペーパーはこれまで少しずつ技術革新が図られてきたが、今後、高速応答化、カラー化、フレキシブル化などの技術的課題についての研究開発が一段と進展するものと予想される。電子ペーパー情報端末専用の通信手段を確保することも重要な命題であり、無線通信技術の確立と通信インフラの整備が期待されている。

　本調査研究レポートは、技術進歩の著しい電子ペーパーとフレキシブルディスプレイについて、広範な文献(引用文献数、約250報)を引用して、その現状、表示要素技術、表示材料、各社の開発状況、用途展開、将来展望をまとめたものである。電気・電子・通信分野、機械関連分野、機能材料分野における研究・技術開発、生産、企画、営業等の様々な業務に携わる方々、あるいは電子ペーパーとフレキシブルディスプレイに関心をお持ちの方々に大いにご活用いただければ幸いである。



　　　　□体裁　A4判　A4判　325ページ
　　　　□定価　71,400円(本体68,000円、消費税3,400円)
　　　　□送料　弊社負担
　　　　□発行　2010年9月

章 目 次

第1章　電子ペーパーとは フレキシブルディスプレイとは
第2章　電子ペーパーとフレキシブルディスプレイの開発の現状
第3章　電子ペーパーおよびフレキシブルディスプレイの表示要素技術
第4章　電子ペーパー材料
第5章　各社の開発状況
第6章　電子ペーパーとフレキシブルディスプレイの用途展開
第7章　電子ペーパーとフレキシブルディスプレイの将来展望

 

詳　細　目　次

  頁
第1章　電子ペーパーとは フレキシブルディスプレイとは 1
　1.1　電子ペーパーとは 1
　　1.1.1　電子ペーパーのねらい 3
　　1.1.2　電子ペーパーの歴史 3
　　　(1)　E Inkについて 4
　　　(2)　表示原理と特徴 4
　　　(3)　電子ペーパーの商用化 5
　　　(4)　未来に続く 6
　1.2　フレキシブルディスプレイとは 7
　　1.2.1　フレキシブル化の意義 7
　　1.2.2　電子ペーパーとの関係 8
　1.3　電子ペーパーの主な用途と要求される性能 9
　1.4　フレキシブルディスプレイの主な用途と要求される性能 17
　1.5　代表的な電子ペーパーと表示技術 18
第2章　電子ペーパーとフレキシブルディスプレイの開発の現状 20
　2.1　電子ペーパー製品とその表示技術 20
　　2.1.1　アナログ情報とデジタル情報 20
　　2.1.2　電子ペーパーの要求特性 21
　　2.1.3　電子ペーパーの形態 21
　　2.1.4　電子ペーパーの表示方式の分類 22
　2.2　電子ペーパーの実用化状況 23
　　2.2.1　E Inkの電子ペーパー 24
　　2.2.2　富士ゼロックス 28
　　2.2.3　キヤノン 31
　　2.2.4　大日本インキ化学工業 32
　　2.2.5　リコー 33
　　2.2.6　凸版印刷 33
　　2.2.7　ブリヂストンの電子粉流体を用いた電子ペーパー 34
　　2.2.8　内田洋行の電子掲示板 39
　　2.2.9　パナソニックの電子書籍端末向け電子ペーパーの開発 39
　　2.2.10　ソニーの電子書籍端末 41
　　2.2.11　富士通のカラー電子ペーパーと携帯情報端末 41
　2.3　電子ペーパーの用途 44
　　2.3.1　電子書籍への応用 44
　　　(1)　ソニーのリブリエの詳細 45
　　　(2)　米国における電子書籍市場およびソニー製Reader導入事例 46
　　　(3)　世界各地で読書端末が次々登場 49
　　　(4)　電子書籍のメリット 49
　　2.3.2　電子ペーパー腕時計 50
　　2.3.3　広告用途 50
　　　(1)　広告用途に活路を見いだす日立製作所 50
　　　(2)　東京駅での実証試験 52
　　　(3)　課題を残す今後のカラー化 53
　　2.3.4　電子棚札 54
　　　(1)　イシダによる電子棚札の実用化 54
　　　(2)　ブリヂストンの電子棚札 54
　　2.3.5　公共表示装置-旭硝子 55
　　　(1)　旭硝子の液晶電子ペーパーの開発 55
　　　(2)　残像の問題を解決 55
　　2.3.6　短寿命の印刷物 57
　　　(1)　コピー機感覚 57
　　　(2)　無線ICタグとの融合 58
　　2.3.7　電子ペーパーのネットワーク化によるコンテンツ配信の実現-ソフトバンクテレコム 58
　　2.3.8　Intel社のプラットフォーム戦略の一要素に 61
　2.4　開発・実用化電子ペーパーの表示性能 62
　2.5　フレキシブルディスプレイの開発品とその表示性能 63
　　2.5.1　ステンレス基板を採用した電子ペーパー 63
　　2.5.2　フレキシブルな10インチSVGA電子ペーパーディスプレイ 64
　　2.5.3　フレキシブル有機ELディスプレイ 66
　　　(1)　フレキシブル有機ELディスプレイの基本構成 66
　　　(2)　塗布形成可能な高効率EL発光材料の開発 68
　　　(3)　フレキシブルカラー有機ELディスプレイの試作 69
第3章　電子ペーパーおよびフレキシブルディスプレイの表示要素技術 72
　3.1　電子ペーパーの表示メカニズム 72
　3.2　電子ペーパーの表示・駆動技術 73
　　3.2.1　電気泳動表示方式 73
　　　(1)　表示原理 73
　　　(2)　マイクロカプセル型電気泳動方式- E Ink、凸版印刷 75
　　　(3)　非水系液体中の泳動現象に関する実験検討 77
　　　(4)　電気泳動ディスプレイのコンピュータシミュレーション 79
　　3.2.2　ツイストボール表示方式 83
　　3.2.3　帯電トナー型表示方式 84
　　　(1)　トナーディスプレイの粒子移動機構と表示-千葉大学 84
　　　(2)　富士ゼロックスのトナーディスプレイ 87
　　3.2.4　電子粉流体ディスプレイ-ブリヂストン、九州大学 88
　　　(1)　パネル構造と表示のしくみ 89
　　　(2)　四電位駆動法を用いた電子粉流体ディスプレイのコントラスト評価-九州大学 91
　　　(3)　電子粉流体ディスプレイのマルチライン駆動-九州大学 93
　　3.2.5　コレステリック液晶表示方式 95
　　　(1)　液晶方式の種類 96
　　　(2)　コレステリック液晶 97
　　　(3)　コレステリック液晶の双安定性 98
　　　(4)　光アドレス電子ペーパー-富士ゼロックス 99
　　　(5)　積層型コレステリック液晶 100
　　　(6)　単層コレステリック液晶 100
　　　(7)　駆動方法 100
　　3.2.6　カイラルネマティック液晶表示 102
　　　(1)　カイラルネマティック液晶とは 102
　　　(2)　CN液晶材料の構造 102
　　　(3)　CN液晶の動作原理 102
　　　(4)　CN液晶材料 103
　　　(5)　アプリケーション 105
　　3.2.7　高分子分散型液晶(PDLC)表示方式 107
　　　(1)　PDLCの表示原理 107
　　　(2)　ゲスト-ホスト型液晶方式 108
　　3.2.8　ポリマーネットワーク液晶(PNLCD)表示方式 109
　　3.2.9　エレクトロデポジション(電界析出)型表示方式 110
　　3.2.10　サーマル表示方式 111
　　　(1)　サーマルリライタブル記録の開発の歴史と経緯 112
　　　(2)　ロイコ染料を用いたリライタブルペーパー「サーモリライト」-三菱製紙 116
　　　(3)　リライタブル熱記録媒体へのレーザ記録-リコー 118
　　3.2.11　エレクトロクロミック表示方式 119
　　　(1)　エレクトロクロミックセルの構造 120
　　　(2)　無機酸化物系エレクトロクロミック材料 120
　　　(3)　有機系エレクトロクロミック材料 121
　　　(4)　新しいエレクトロクロミック材料 124
　　3.2.12　有機EL型自発光表示方式 128
　　3.2.13　LEDを用いた表示方式 129
　　3.2.14　カラー化技術 130
　　　(1)　選択反射方式 130
　　　(2)　カラーフィルター方式 132
　　　(3)　液晶あるいは分散媒体着色方式 132
　　　(4)　着色粒子を用いた電気泳動表示方式 133
　　　(5)　ハイブリッドポリマーによる電子ペーパーのカラー化技術 135
　3.3　電子ペーパーおよびフレキシブルディスプレイの駆動制御技術 136
　　3.3.1　セグメント表示駆動 136
　　3.3.2　単純マトリックス駆動 138
　　3.3.3　アクティブマトリックス駆動 140
　　　(1)　アクティブマトリックスディスプレイ 140
　　　(2)　マイクロコンタクトプリント法 141
　　3.3.4　階調制御 144
第4章　電子ペーパー材料 146
　4.1　共通材料 146
　　4.1.1　フレキシブル透明基材 146
　　　(1)　フレキシブル透明基材の開発ターゲット 146
　　　(2)　プラスチックフィルムへの薄膜作製技術 148
　　4.1.2　電極用導電材料 152
　　　(1)　ITO 152
　　　(2)　透明電極に新材料を導入 152
　　4.1.3　スペーサー材料 153
　　4.1.4　透明アモルファス酸化物半導体 154
　　　(1)　透明アモルファス酸化物半導体(TAOS)とは-東京工業大学 154
　　　(2)　次世代電子ペーパーから透明TFTで高精細を実現 155
　　4.1.5　有機TFT材料 156
　　　(1)　印刷法を用いたフレキシブル有機TFTの作製-凸版印刷 156
　　　(2)　印刷手法による有機TFT採用のアクティブマトリクス基板作製技術-大日本印刷 158
　　　(3)　プリンタブル有機エレクトロニクス-産業技術総合研究所 160
　　　(4)　有機エレクトロニクスの進展 162
　　　(5)　有機TFT駆動フレキシブルディスプレイ- NHK放送技術研究所 163
　　4.1.6　プラスチックフィルムを用いた低温ポリシリコンTFT 166
　　　(1)　透明プラスチック基板の開発 166
　　　(2)　プラスチックa-Si TFTの低温形成技術 166
　　　(3)　プラスチック基板の伸縮制御技術 166
　　4.1.7　薄くて曲がる電池 168
　　　(1)　ニッチからメジャーへ 168
　　　(2)　先行逃げ切りをもくろむ先発メーカ 169
　　　(3)　高速充電が売り物のNECの「有機ラジカル2次電池」 169
　　　(4)　スパッタですべて固体に 170
　4.2　電気泳動式電子ペーパー材料 171
　　4.2.1　マイクロカプセル材料 171
　　　(1)　シリコーンオイル中での高屈折率ポリ(2-ビニルナフタレン)微粒子の合成 172
　　　(2)　ゼラチンで包括固定化された粒子内包液滴を用いる電気泳動表示素子の試み-千葉大学 173
　　4.2.2　電子粉流体材料-ブリヂストン 174
　　　(1)　電子粉流体について 174
　　　(2)　実用的なフレキシブル電子ペーパー 176
　　4.2.3　帯電微粒子・トナー材料 177
　　4.2.4　絶縁性流体 177
　4.3　液晶方式電子ペーパー材料 177
　　4.3.1　液晶方式電子ペーパーの分類 177
　　　(1)　反射型液晶方式 177
　　　(2)　液晶/光導電層複合方式 178
　　　(3)　2色性染料/液晶複合方式 178
　　4.3.2　ポリマーの微細構造で安定化したコレステリック液晶素子 178
　　　(1)　楔形セルの構造 179
　　　(2)　ねじれピッチの測定結果 179
　　4.3.3　フィールドシーケンシャル強誘電性液晶ディスプレイ 180
　4.4　感熱式電子ペーパー材料 181
　4.5　エレクトロクロミック方式電子ペーパー材料 183
　4.6　有機ELフレキシブルディスプレイ材料 183
　　4.6.1　フレキシブル有機ELディスプレイ- NHK放送技術研究所 183
　　　(1)　パッシブ駆動有機ELディスプレイ 184
　　　(2)　アクティブ駆動用有機TFT 185
　　　(3)　アクティブ駆動有機ELパネル 185
　　4.6.2　インクジェット法で作製したフレキシブル有機ELディスプレイ-NHK放送技術研究所 186
　　　(1)　リン光性ポリマー 187
　　　(2)　インクジェット法で作製した有機EL素子 188
　　　(3)　有機EL素子の発光特性 188
　　　(4)　フレキシブル有機ELディスプレイの試作 189
　　4.6.3　フレキシブルマルチカラー自己整合有機ELパネル-富山大学、ブラザー工業 190
　　　(1)　自己整合プロセスの概要 191
　　　(2)　有機発光材料 192
　　　(3)　自己整合マルチカラーパネル 192
第5章　各社の開発状況 194
　5.1　E Ink 194
　　　(1)　原理 194
　　　(2)　前面板(FPL) 195
　　　(3)　研究開発 195
　　　(4)　カラー化およびフレキシブル化 195
　5.2　凸版印刷 196
　　　(1)　前面板の基本構成 196
　　　(2)　凸版印刷の取り組み 197
　5.3　富士ゼロックス 198
　　　(1)　光アドレス電子ペーパー 198
　　　(2)　カラー化のアプローチ 199
　　　(3)　光書き込み型電子ペーパーへの応用 201
　5.4　Xerox/Gyricon Media Inc. 202
　5.5　Kent Displays,Inc. 205
　　　(1)　新しい光アドレス・光カイラル液晶ディスプレイ 205
　　　(2)　フレキシブルなタッチセンサー付き書き込み機 208
　5.6　リコー 209
　　　(1)　記録プロセス 210
　　　(2)　新しい用途と効果 211
　5.7　ソニー 212
　　　(1)　研究所から離れ、開発を加速 212
　　　(2)　四つの段階で進化 213
　5.8　綜研化学 214
　5.9　スタンレー電気・工学院大学 215
　　　(1)　MFPDの構造および表示原理 215
　　　(2)　MFPDにおける微粒子移動現象 216
　5.10　NHK放送技術研究所 218
　　　(1)　表面・界面の制御による高性能化 219
　　　(2)　フレキシブルディスプレイへの応用 219
　5.11　大日本印刷 221
　　　(1)　カラーテレビ受像管 221
　　　(2)　液晶ディスプレイ(LCD) 221
　　　(3)　プラズマディスプレイ(PDP) 222
　　　(4)　有機ELディスプレイ 223
　　　(5)　フレキシブルディスプレイ 223
　5.12　千葉大学 224
　　　(1)　従来のエレクトロクロミック材料 224
　　　(2)　テレフタル酸誘導体のエレクトロクロミック 225
　　　(3)　カラー表示素子化の試み 226
　5.13　コニカミノルタ 227
　　　(1)　他方式との比較 227
　　　(2)　ディスプレイの構造 227
　　　(3)　多孔性白色散乱層 227
　　　(4)　新しく開発した非ハロゲン型銀塩の電解質 228
　　　(5)　サイクリックボルタンメトリー 228
　　　(6)　プロトタイプのアクティブマトリクス駆動表示素子 229
　5.14　セイコーエプソン 230
　　　(1)　MEP 230
　　　(2)　LTPS-TFT AMパネル 231
　　　(3)　SUFTLA TM 231
　　　(4)　フレキシブルAM-EPD 232
　5.15　ブラザー工業 234
　　　(1)　ドキュメント　ビューワの仕様 234
　　　(2)　学会で電子ペーパーが配られた日 235
　　　(3)　初の企業導入はINAXメンテナンスに700台 235
　5.16　AUO(台湾AU Optronics Corp.) 235
　　　(1)　台湾は液晶特化でシェア1/3以上を維持 235
　　　(2)　いよいよ立ち上がる電子ペーパー事業 236
　5.17　PVI社/永豊余(YFY) 238
　　　(1)　消えた「ソニーのE Ink買収」 238
　　　(2)　コア技術を獲得したのは、台湾最大の製紙会社、永豊余(YFY) 239
　　　(3)　中国で地場メーカも百花繚乱 239
　5.18　Philips 240
　　　(1)　平面内電気泳動技術 241
　　　(2)　パッシブマトリクス駆動 241
　　　(3)　表示の明るさ 243
　　　(4)　グレーレベル 243
　　　(5)　カラー化 244
　5.19　シャープ 244
　　　(1)　3型で高精細度 245
　　　(2)　SRAM内蔵で省電力化 245
　　　(3)　偏光板は不使用 246
　5.20　ブリヂストン 247
　　　(1)　カラー化 247
　　　(2)　ディスプレイのフレキシブル化 248
　5.21　富士通フロンテック 250
　　　(1)　開発技術 250
　　　(2)　FLEPia概要 250
　5.22　富士通研究所 251
　　　(1)　SnO2の光励起構造変化 251
　　　(2)　ディスプレイへの応用 252
　5.23　巴川製紙所、日本工業大学 252
　5.24　東京大学 253
　　　(1)　大面積MEMS 253
　　　(2)　黒板型ディスプレイ 254
　　　(3)　黒板型ディスプレイの動作原理 254
　　　(4)　黒板型ディスプレイへの応用 255
　5.25　物質・材料研究機構 255
　　　(1)　従来の有機エレクトロクロミック材料 256
　　　(2)　有機/金属ハイブリッドポリマーのエレクトロクロミック特性 256
　　　(3)　エレクトロクロミックの特徴とデバイス化 257
　5.26　産業技術総合研究所 258
　　　(1)　超フレキシブルディスプレイ部材技術開発プロジェクト 258
　　　(2)　有機TFTアレイ化技術 258
　　　(3)　印刷プロセスによる有機TFTアレイ化技術 259
第6章　電子ペーパーとフレキシブルディスプレイの用途展開 262
　6.1　電子ペーパーが開く新市場 262
　　6.1.1　紙を超える用途を模索 262
　　　(1)　電子新聞や携帯電話、腕時計に応用 262
　　　(2)　広告への応用 263
　　　(3)　無線ICタグと連動 263
　　6.1.2　電子ペーパーコンソーシアムからの提言 263
　　　(1)　メディア論の成果概要 263
　　　(2)　パーソナライズされたソーシャルメディア 265
　　　(3)　情報共有モデルの進化 265
　　　(4)　デバイスとしての展開の方向性 266
　　6.1.3　電子ペーパー市場の現状と展望 267
　　　(1)　主要パネルメーカ 267
　　　(2)　主要セットメーカおよび最終サプライヤー 267
　　　(3)　電子ペーパーの用途 268
　　　(4)　電子ペーパー市場推移 268
　6.2　電子ペーパーにおける「読みやすさ」の追求 270
　　6.2.1　文章理解度のディスプレイ上における低下要因の抽出 270
　　6.2.2　近点距離を利用した目の疲労測定法の検証 272
　6.3　電子ペーパーの用途各論 275
　　6.3.1　電子ペーパークライアント 275
　　　(1)　薄膜・フレキシブル化により拡大するアプリケーション 275
　　　(2)　電子ペーパーのためのネットワークシステム 275
　　　(3)　紙媒体と電子ペーパークライアントの比較 276
　　　(4)　電子ペーパークライアント実現への要求技術 277
　　6.3.2　電子新聞 279
　　6.3.3　電子書籍 281
　　6.3.4　入出力デバイスとしての電子ペーパー 285
　　6.3.5　電子棚札-ゼオシステム 289
　　6.3.6　交通広告-ジェイアール東日本企画 291
　　6.3.7　表示機能を付加したSuicaカードの研究開発- JR東日本研究開発センター 293
　　6.3.8　電子ペーパーマネー 296
　　6.3.9　電子ペーパー搭載の携帯電話機-米Motorola 297
　6.4　フレキシブル有機ELディスプレイ 300
　　6.4.1　1987年から本格化した有機EL開発 300
　　6.4.2　ディスプレイとしての優位性 301
　　6.4.3　四つの課題を押さえる 302
第7章　電子ペーパーとフレキシブルディスプレイの将来展望 305
　7.1　電子ペーパーの市場規模 305
　7.2　書籍やコピー用紙など紙媒体の一部を代替する電子ペーパー 306
　7.3　電子書籍や電子新聞などが有望なアプリケーション 307
　　7.3.1　電子書籍端末が米国で大人気 307
　　7.3.2　日本でも高まる電子書籍への関心 310
　　7.3.3　電子書籍ルール　国主導 311
　　7.3.4　先駆の事例に学べ-辞書・事典における明暗 312
　7.4　電子新聞の現状 313
　　7.4.1　新聞社の積極的取り組みに期待 314
　　7.4.2　「電子新聞」広がる有料化 314
　7.5　電子ペーパーのオフィス用途-技術委員会電子ペーパー部会活動報告- 316
　　7.5.1　オフィスでの主要使用シーン 316
　　7.5.2　電子ペーパーに期待するメリットの整理 317
　　7.5.3　電子ペーパーに必要な機能 318
　　7.5.4　技術予測 319
　7.6　電子ペーパーコンソーシアム RG3の活動について 320
　7.7　将来展望のまとめ 321
　　7.7.1　ディスプレイタイプ電子ペーパーの発展に期待する 321
　　7.7.2　パソコン、ケータイ、電子ペーパーの棲み分けが重要 323
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