液晶ディスプレイ部材開発の最前線


 フラットパネルディスプレイ(FPD)で圧倒的なシェアを誇る液晶ディスプレイ(LCD)ですが、プラズマディスプレイ(PDP)、表面電界ディスプレイ(SED)、有機ELディスプレイ(OLED)など多くの技術による追い上げを受けています。さらに、LCDの中でも、その性能や機能の向上をめぐり、国際的にも激しい競争がなされています。この競争には、部材の性能や機能およびコストダウンが重要な役割を果たしています。 本調査レポートでは、LCDの性能における技術的な課題である視野角や応答速度、輝度、動画特性、諧調表現に関しての開発動向を中心に、以下の点に重点を置いてまとめました。

  ● 基板、透明電極、液晶材料、カラーフィルター、スペーサ、配向膜、光学フィルム、
     フロント・バックライト、 シール剤、バリアフィルムなどのLCD各部材の最新技術を詳述!
  ● 携帯電話モニタ、PC用モニタ、大型テレビなど各アプリケーション分野における
     高性能化技術動向を集約!
  ● LCD構成部材を含む、高性能化、機能性付与技術の紹介!
  ● LCD部材に係わる国内特許情報375件を要約!

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    □税込価格 71,400円(本体68,000円、消費税3,400円)
    □送料 弊社負担
    □発行 2006.02

第1章 LCDおよびLCD部材の市場
第2章 LCDの高性能化技術の動向
第3章 LCDの効率化技術の動向
第4章 LCD用途別開発動向
第5章 LCD部材の開発動向


詳 細 目 次

 

第1章 LCDおよびLCD部材の市場
1
1.1 市場動向 1
 1.1.1 LCDデバイスの世界市場 1
  (1) LCD市場動向 3
  (2) 液晶テレビの需要 3
  (3) 液晶テレビ、2005年の出荷状況 4
  (4) 液晶テレビの市場予測 4
  (5) 携帯電話機の市場 4
 1.1.2 日本の市場 5
 1.1.3 北米、南米の市場 6
 1.1.4 欧州の市場 7
 1.1.5 アジアの市場 7
1.2 LCD材料業界の動向 10
 1.2.1 大型基板用新コンセプト 12
 1.2.2 次世代液晶へのカラーフィルターの対応 14
 1.2.3 コスト削減 16
 1.2.4 国家プロジェクト 19
  (1) NEDO 19
  (2) 経済産業省 21
  (3) 次世代モバイル用表示材料技術研究組合(TRADIM) 21
引用文献 22

第2章 LCDの高性能化技術の動向
24
2.1 LCDの構造 24
 2.1.1 LCDの構造と部材の種類 25
  (1) 液晶(liquid crystal) 26
  (2) 透明電極付ガラス 27
  (3) 配向膜 27
  (4) 偏光フィルム 28
  (5) 位相差フィルム 28
  (6) 視野角拡大フィルム 28
  (7) バックライト 28
 2.1.2 動作方式 28
  (1) TN方式 28
  (2) STN方式 29
 2.1.3 駆動方式 29
  (1) TFT方式 30
  (2) TFD方式 30
 2.1.4 光の照射モード 30
  (1) 透過型 30
  (2) 半透明型 31
  (3) 反射型 32
  (4) 照射モードと反射モードの両立 33
2.2 高性能化の動向 34
 2.2.1 高輝度(明るさ) 34
  (1) 輝度(NEC液晶テクノロジー) 34
  (2) 光学フィルムによる輝度アップ(スリーエム) 35
  (3) 開口率向上(ソニー) 35
  (4) 光学フィルムによる反射率の向上 36
 2.2.2 色再現性向上 37
  (1) 色再現性 37
  (2) カラーフィルター 38
  (3) 光学フィルム 39
   A 視野角拡大性(富士写真フイルム) 39
   B 視野角依存性 40
  (4) 光源 41
 2.2.3 製造プロセス 43
  (1) TFTアレイ工程のレジスト塗布(スピンレス方式) 44
  (2) カラーフィルター製造技術 46
   A PDCR(Pigment Dispersed Color Resist)法 46
   B エッチング法 47
   C FMT(Filmed Mass Transfer)法 47
   D 凹版法 48
   E PVED(Photo-voltaic Electro-deposition)法 49
   F レジスト電着法 49
   G レーザ転写法 49
   H インクジェット法 49
   I 電子写真法 50
  (3) スペーサの形成工程(アルベック) 50
  (4) 工程および製造装置 50
 2.2.4 情報表示量の増大と広視野角 52
  (1) VA(Vertical alignment)方式 52
  (2) IPS(In-Plane-Switching)方式 53
  (3) FS-PC(Fields equentia1 full color)色順次方武 55
 2.2.5 応答速度 56
  (1) OCB(Optical Compensated Birefringence)方式 56
 2.2.6 コスト削滅  58
  (1) 部材削減 58
  (2) 製造プロセス簡略化 59
   A インクジェット法 59
   B 印刷法 60
 2.2.7 大型化に伴う課題と対応 63
  (1) 製造装置の大型化対応 63
  (2) カラフィルターの大型化(第6・7世代)対応  64
  (3) Si系薄膜の作製 64
  (4) 大型LCDテレビ用バックライトの要求性能と課題 65
  (5) 大型化に伴う表示性能の向上 66
  (6) ガラスの大型化  66
 2.2.8 薄型軽量化対応  67
  (1) 反射型、半透明型の改良 67
  (2) 回路の高効率化 69
  (3) 薄型ガラス基板 71
  (4) プラスチック基板 71
  (5) 有機トランジスタ 71
 2.2.9 低消費電力化対応 73
 2.2.10 環境対策 75
引用文献 80

第3章 LCDの効率化技術の動向
82
3.1 低温ポリシリコンTFT-LCD 82
 3.1.1 ポリシリコン形成技術 85
  (1) レーザアニール結晶化技術 85
  (2) SLS(順次横方向結晶化)方式 86
  (3) LTPS-TFTのプラスチック基板上への形成(ソニー) 87
 3.1.2 LTPSの開発動向  88
  (1) 日立製作所  88
  (2) 三洋エプソンイメージングデバイス 88
  (3) 東芝松下ディスプレイテクノロジー 89
3.2 フレキシブルLCD 90
 3.2.1 スペーサ 90
 3.2.2 液晶材料 90
 3.2.3 プラスチック基板 93
 3.2.4 印刷法による素子の作製 93
 3.2.5 フレキシブルLCDの開発動向 94
3.3 システム液晶 95
3.4 タッチパネル 96
 3.4.1 タッチパネルの各種方式 96
 3.4.2 光学式タッチパネルの原理 98
 3.4.3 抵抗膜式タッチパネルの構造と原理 99
 3.4.4 タッチパネルの用途例 100
 3.4.5 タッチパネルの開発動向 101
3.5 透明ディスプレイ 102
 3.5.1 シースルー型ディスプレイ 102
 3.5.2 高臨場感ディスプレイ 104
3.6 マイクロディスプレイ 105
 3.6.1 マイクロディスプレイの原理 105
 3.6.2 マイクロディスプレイの構造 106
 3.6.3 マイクロディスプレイのカラー表示方法 107
 3.6.4 強誘電性液晶(Ferroelectric Liquid crystals FLC) 107
 3.6.5 主要各社の動向 108
  (1) Displaytech社 108
  (2) ミヨタ 109
  (3) インテル社 109
  (4) 加賀電子 109
  (5) 日本ビクター 109
3.7 その他 110
 3.7.1 クリスタルファイン(セイコーエプソン) 110
 3.7.2 3D液晶ディスプレイ 113
  (1) 3D液晶の原理 113
  (2) 主要各社の技術動向 115
引用文献 119

第4章 LCD用途別開発動向
121
4.1 小型LCDの開発動向 121
 4.1.1 携帯電話モニタ 123
 4.1.2 ビデオカメラ 131
 4.1.3 ゲーム機 134
 4.1.4 携帯端末機 135
4.2 中型LCDの開発動向 135
 4.2.1 PC用モニタ 137
 4.2.2 自動車用モニタ 140
4.3 大型LCDの開発動向 143
 4.3.1 大型テレビへの要求特性 144
 4.3.2 大型テレビの需要動向 146
 4.3.3 主要各社の大型テレビ開発動向 147
  (1) シャープ 147
  (2) ソニー 147
  (3) 松下電器産業 148
  (4) 日本ビクター 148
  (5) 東芝 148
  (6) 韓国サムスン電子 149
4.4 その他、関連技術 150
 4.4.1 FS型OCB液晶のバックライト(日本ライツ) 150
 4.4.2 大型LEDディスプレイ用ドライバIC(日本テキサス・インスツルメンツ) 150
引用文献 151

第5章 LCD部材の開発動向
150
5.1 基板 150
 5.1.1 求められる要素技術 150
 5.1.2 ガラス基板  151
  (1) ガラス基板への要求特性 151
  (2) 薄型ガラス基板(コーニング社) 152
 5.1.3 プラスチック基板 154
  (1) フレキシブルディスプレイ 156
 5.1.4 市場及び各社の技術動向 160
  (1) フラットパネル用ガラスの市場動向 160
   A ディスプレイ用ガラス 160
   B HDD用ガラス 163
  (2) ガラス基板の主要各社技術開発動向 163
   A フロート法による製造技術(旭硝子) 163
   B 帯電防止技術(日本電気硝子) 164
   C クラッックを帽子した高強度化技術(NEDO) 164
  (3) プラスチック基板の主要各社技術開発動向 165
   A 透明高分子フィルム基板(帝人) 165
   B 透明ガス遮断性フィルム(大日本印刷) 166
   C 折り曲げることができるフレキシブルディスプレイ  
  (E Ink、Plastic Logic) 166
   D 布基板のフレキシブルディスプレイ(Kent Display社) 167
 5.1.5 LCD基板に関する国内特許 167
5.2 透明電極 167
 5.2.1 求められる要素技術 168
  (1) 低ノジュール化回避(日鉱マテリアルズ) 168
  (2) 大型化対応 169
 5.2.2 透明導電膜の製造技術 172
 5.2.3 ターゲット作製法 173
 5.2.4 透明電極用各材料の性能(住友金属鉱山) 173
  (1) 高抵抗透明膜導電用ターゲット 173
  (2) 表面平滑性に優れた透明導電膜用ターゲット 173
  (3) 近赤外域で低損失透明電極膜用ターゲット 173
  (4) 高屈折率透明導電膜用ターゲット 174
 5.2.5 その他主要各社の技術動向 175
  (1) ITOターゲット(UHD-III)の開発(日鉱マテリアルズ) 175
  (2) IZOの開発(出光興産) 176
  (3) TiO2の開発(KAST) 177
 5.2.6 透明電極に関する国内特許 178
5.3 液晶材料(母材) 178
 5.3.1 求められる要素技術 178
  (1) 低粘性材料 179
  (2) 屈折率異方性 180
  (3) 誘電異方性  181
  (4) セルギャップ 182
  (5) 液晶クロマトグラフ効果 183
 5.3.2 各母材の性能と製造技術 184
  (1) ナノ粒子利用によるFrequency Modulation-LCD(FM-LCD)  
  (産業技術総合研究所) 184
  (2) 低粘性キラル添加剤(横浜国立大学) 186
  (3) 母材のブレンド 188
 5.3.3 主要各社の技術動向 188
  (1) LCD開発用高分散性ナノ粒子(宇部マテリアルズ) 188
  (2) 光学活性化合物(光反応型キラル 剤)(富士写真フィルム) 189
  (3) ネガティブCプレートの製造方法の開発(大日本印刷) 189
  (4) BiNem LCDsの開発(仏MEMOPTIC) 190
 5.3.4 液晶材料に関する国内特許 191
5.4 カラーフィルター 191
 5.4.1 求められる要素技術 192
 5.4.2 構成材料の性能と製造技術 193
  (1) カラーレジスト 196
  (2) 顔料 201
  (3) 染料 201
  (4) 分散レジスト 203
  (5) ブラックマトリクス 206
  (6) フォトスペーサ 209
  (7) オーバーコート 209
 5.4.3 主要各社の技術及び生産動向 209
  (1) 共同印刷 209
  (2) 東京応化工業 209
  (3) 住友化学 209
  (4) 大日本印刷  219
  (5) 凸版印刷 210
  (6) 東レ 210
  (7) 新エステーアイテクノロジー 211
  (8) 韓国サムソン電子 211
  (9) 京セラケミカル 211
  (10) 韓国LG化学 212
 5.4.4 カラーフィルターに関する国内特許 212
5.5 高機能性スペーサ 212
 5.5.1 求められる要素技術 212
  (1) 基材粒子 213
  (2) 表面処理 214
  (3) スペーサ移動によるギャップ変動の防止 215
  (4) 配向膜への傷防止 215
  (5) 重力不良、低温発泡の問題 216
 5.5.2 各材料の性能と製造技術 217
 5.5.3 主要各社の技術動向 218
  (1) アルバック 218
  (2) 京セラケミカル 218
 5.5.4 高機能性スペーサに関する国内特許 218
5.6 配向膜 219
 5.6.1 求められる要素技術 219
  (1) 液晶配向性 220
  (2) 高プレチルド角(ポリイミド構造とプレチルト角) 220
  (3) 電気特性の向上(電圧保持の向上) 221
 5.6.2 配向膜材料の性能と製造技術 223
  (1) 光配向法 223
  (2) 配向膜材料 224
 5.6.3 主要各社の技術動向 226
  (1) ソニー 226
  (2) セイコーエプソン 227
  (3) 大日本インキ化学工業 227
  (4) JSR 228
 5.6.4 配向膜に関する国内特許 228
5.7 光学フィルム 228
 5.7.1 偏光フィルムの要素技術 228
  (1) 求められる要素技術 229
  (2) 偏光フィルム材料の性能と製造技術 238
  (3) その他主要各社の技術動向 239
   A 住友スリーエム 239
   B 旭化成 239
   C クラレ 240
   D 大日本印刷 240
   E 日本油脂 240
 5.7.2 位相差フィルム 240
  (1) 求められる要素技術 240
  (2) 位相差フィルム材料の性能と製造技術 242
   A WVフィルム(富士写真フィルム) 242
   B LCフィルム(日立LCフィルム) 244
   C NHフィルム(日本石油化学) 245
   D ゼオノアフィルム(日本ゼオン) 249
   E ARTONフィルム(JSR)  254
  (3) 主要各社や機関の技術、および生産動向 256
   A 富士写真フィルム 256
   B 住友化学 256
   C 凸版印刷 257
   D 住友スリーエム 257
   E チッソ 257
   F ゼオン  257
   G 日東電工 257
   H Pilips社 257
   I Plaroid社 258
   J Eindhoven University of Technology 258
 5.7.3 光学フィルムに関する国内特許 258
5.8 フロントライト・バックライト 259
 5.8.1 求められる要素技術 259
  (1) 色再現性範囲拡大 259
  (2) 高輝度・均一性 261
  (3) 動画表示輪郭ボケ解消 263
  (4) 省電力化 264
  (5) 寿命 265
  (6) 低コスト化 266
  (7) 水銀フリー 266
 5.8.2 構成材料の性能と製造技術 271
  (1) 光源 271
   A 冷陰極管(CCFL) 271
   B 外部電極ランプ(EEFL) 275
   C LED 276
   D 平面光源 289
  (2) レンズシート(プリズムシート) 290
   A プリズムシートの主な仕様 290
   B LCDバックライトにおけるプリズムシートの機能 290
   C 全反射方式エッジライト型新規高輝度 バックライトとプリズムシート 292
   D プリズムシートに対する要求と対策 292
  (3) 反射シート 293
  (4) 導光板 294
   A 高機能性導光板 295
   B 輝度向上薄膜シート 296
   C 導光板の製造技術 297
  (5) 板金 298
 5.8.3 主要各社の技術、および生産動向 299
  (1) 三菱化学 299
  (2) 住友ゴム工業 299
  (3) 豊田合成 299
  (4) ソニー 299
  (5) 三菱電機 300
  (6) クラレ 300
  (7) 韓国サムソン電子、日立製作所 301
  (8) TDK 302
  (9) オムロン 302
  (10) シチズン電子 302
  (11) Phlips Research Laboratories 303
  (12) 東芝松下ディスプレイテクノロジー 303
 5.8.4 フロントライト・バックライトに関する国内特許 303
5.9 シール剤(基板接着剤) 303
 5.9.1 求められる要素技術 304
  (1) メインシール 305
  (2) エンドシール 305
 5.9.2 シール剤材料の性能と製造技術 306
  (1) 製造技術 307
  (2) シール剤 308
  (3) 異方導電性接着剤 309
  (4) シール剤塗布用印刷板 309
 5.9.3 その他主要各社の技術動向 310
  (1) オムロン 310
 5.9.4 シール剤に関する国内特許 311
5.10 バリアフィルム 311
 5.10.1 求められる要素技術 312
  (1) 透明バリアフィルム 312
  (2) 要求バリア性能と達成手法 312
 5.10.2 バリアフィルム材料の性能と製造技術 313
  (1) 膜構成 313
  (2) ハイブリッド化 314
  (3) バリアフィルムの製法 315
  (4) バリアフィルムの設計 316
  (5) FPD用バリアフィルム 316
 5.10.3 その他主要な各社の技術動向 317
  (1) 住友ベークライト 317
  (2) 凸版印刷 317
  (3) 三菱樹脂 317
 5.10.4 バリアフィルムに関する国内特許 318
引用文献 318

添付資料
 

LCD各部材の国内特許一覧表
324

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