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FPDの主役の座を目指す
自発光型FPDの現状と課題


 PDP、FED、有機EL、無機ELなどの自発光型FPDは、非自発光型のLCDとは違い、動画表示に適した高速応答性、広視野角、高コントラストの画像表示ができるという長所をもっており、臨場感やリアリティのある画像表示を目指すディスプレイとして、各社が開発・実用化に注力している。最近、SED社からは、FEDの一種である36型のSED試作品の発表があり、業界や消費者の高い関心と期待の中、試験生産が始まっている。
 このような背景の中、本書では自発光型フラットパネルディスプレイ(FPD)に焦点を絞って、最新の技術開発や実用化の動向について、課題や今後の展望も交えて取りまとめた。

液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、有機ELディスプレイ、 リアプロジェクション・ディスプレイの市場動向について詳述!
画質向上技術、消費電力の低減技術、製造コストの低減技術等PDP開発の現状と課題への対応について整理!
スピント型FED、CNT型FED、BSD型FED、強誘電体型FED(FEED)、表面電子放出型FED(SED)、MIM型FED、MIS型FED、グラファイトナノ構造電子源等、フィールドエミッションディスプレイ(FED)開発の現状と課題について詳述!特にSEDに注目!
有機EL材料開発の現状、有機EL素子の高発光効率化と長寿命化技術の現状、有機ELディスプレイ商品化の現状と課題について整理・詳述!
無機EL発光材料、発光素子開発の経緯、現状と課題について整理!
国内外の自発光型FPD関連メーカー各社の動向を詳細に調査!

    □体裁 A4版 383頁
    □価格 本体68,000円+消費税
    □送料 弊社負担
    □発行 2006年3月

章 目 次

第1章 序論 フラットパネルディスプレイ(FPD)について
第2章 PDP開発の現状と課題
第3章 FED開発の現状と課題
第4章 SED開発の現状と課題
第5章 有機EL開発の現状と課題
第6章 無機ELの開発の現状と課題

詳 細 目 次

 

第1章 序論 フラットパネルディスプレイ(FPD)について
1
1.1 Digital Consumer Electronics機器としてのFPDに要求される性能 2 2
1.2 FPDの市場 3
  (1) TFT液晶ディスプレイ市場 5
  (2) プラズマディスプレイ市場 5
  (3) 有機ELディスプレイ市場 7
  (4) マイクロディスプレイ式リアプロジェションの市場 7
1.3 FPDの分類 8
 1.3.1 自発光型FPD 11
  (1) PDP 11
  (2) FED 12
  (3) SED 15
  (4) 有機EL 15
  (5) 無機EL 16
 1.3.2 非自発光型FPD 17
  (1) LCD 17
  (2) リアプロジェクション 17
1.4 自発光型FPDと非自発光型FPDの特徴 18
1.5 自発光型FPD開発の現状と課題 20
  (1) 実用化の現状 20
  (2) 課題と対策 22
  (3) 今後の展望 23
引用文献 23

第2章 PDP開発の現状と課題
25
2.1 PDPの発光原理と表示方法および特徴 25
2.2 現在のPDP製品の性能 26
2.3 PDP開発の現状と課題への対応 26
 2.3.1 カラーPDPパネル構造 26
 2.3.2 パネルの製造プロセスおよび材料 27
 2.3.3 画質向上技術 29
  (1) 発光効率および輝度の改善 29
  (1) 電極形状 30
   A.T字型電極 30
   B.長ギャップ放電電極(MARI-PDP) 31
  (2) 放電セル構造 32
   A.ワッフル型、ディープワッフル型、段差付きワッフル(井桁)型隔壁構造 32
   B.Delta(Meander)型隔壁構造 34
  (3) 放電不活性膜(DDF)による放電セルの性能改善(CAPABLE DDF) 34
  (4) Counter(対向)型放電電極 36
  (5) Xeガス濃度および分圧の増加 38
  (6) 放電セル内面に高クリスタル層を導入して発光効率向上 39
  (2) 高精細(高解像度)画像 39
  (3) 階調表示とコントラスト改善 40
  (4) 色純度・再現性 44
  (5) 動画擬似輪郭解消技術 45
  (6) ノイズ解消技術 46
  (7) リアルな画像表現 46
 2.3.4 消費電力の低減技術 47
 2.3.5 製造コストの低減 48
  (1) パネル化工程 50
2.4 超大型画面PDPの開発 53
2.5 シャドウマスク方式PDP(SM-PDP) 56
2.6 PDPメーカー各社の動き 58
 2.6.1 国内メーカー 59
  (1) 松下電器・松下プラズマディスプレイ 59
  (2) パイオニア 65
  (3) 富士通・日立プラズマディスプレイ(FHD) 73
   A.ALIS方式およびe-ALIS方式 74
   B.TERES方式(回路コストの低減) 75
  (4) (株)富士通研究所 78
 2.6.2 海外メーカーの動向 82
  (1) Samsung SDI 82
   A.放電セル構造のセルギャップと高Xe濃度 82
  (2) LG電子 88
  (3) その他のPDPメーカー 90
2.7 PDP部品材料メーカーの動向 90
 2.7.1 部品と材料 90
 2.7.2 ドライバーICおよび実装形態 91
  (1) ドライバーIC 91
 2.7.3 ガラス基板およびメーカー 93
  (1) 旭硝子 93
  (2) 日本電気硝子 93
  (3) セントラル硝子 93
 2.7.4 電極材料 94
  (1) 透明電極 94
  (2) バス電極 94
  (3) 誘電体膜 95
  (4) 保護膜 95
  (5) アドレス電極 95
  (6) リブ(放電隔壁) 95
 2.7.5 蛍光体 95
  (1) 蛍光体メーカー(化成オプトニクス)の動向 95
  (2) 住友化学工業の蛍光体事業 97
  (3) 大電株式会社の蛍光体の検討 97
 2.7.6 電極およびリブ形成材料およびメーカー 99
  (1) 東京応化工業の電極形成材料 99
  (2) デュポンのTMT電極形成法 101
  (3) 凸版印刷の型取り転写リブ形成法 104
  (4) 太陽インキ製造のAgペースト 108
 2.7.7 前面板フィルターほか 108
  (1) 旭硝子の光学フィルター 109
  (2) ブリジストンの新フィルター 109
  (3) 三井化学の光学フィルター 109
  (4) (株)三菱化学科学技術研究センターの光学フィルター 109
2.8 PDP関連の製造装置メーカー 110
  (1) 中外炉のテーブルコーター 110
  (2) 日立インダストリイズのDFラミネーター 110
  (3) MgO成膜および装置メーカー 110
   A.プラズマガンを用いたイオンプレーティング成膜「SUPLaDUO」 111
   B.TOSS(Transfer Only Substrate System)方式を用いたMgO成膜装置「C-3600」 113
  (4) 焼成炉メーカー 115
   A.カート式連続封着排気装置 118
   B.バッチ式チップ管レス真空排気封着装置 118
引用文献 119

第3章 FED開発の現状と課題
123
3.1 FEDの発光原理と特徴 123
  (1) 発光の原理 123
  (2) 基本構造 123
  (3) 特徴 124
3.2 FED開発の現状と課題 124
 3.2.1 開発の現状 124
 3.2.2 FEDの分類 126
  (1) 電子源(FEA)の構造による分類 126
  (2) 加速電圧による分類 126
3.3 スピント型FED 127
 3.3.1 スピント型エミッター(Mo)の基本構造および仕様 128
 3.3.2 スピント型電子源の製法と特徴 128
 3.3.2 スピント型電子源の製法と特徴 130
  (1) 11.3インチVGAフルカラーFEDの構造と駆動方法 130
  (2) 11.3インチVGAフルカラーFEDパネルの製造工程 131
3.4 CNT型FED 133
 3.4.1 CNT型FEDの構造 134
 3.4.2 CNT電子放出源(エミッター)の製法と特徴 135
  (1) 印刷法 135
  (2) CVD法 137
 3.4.3 メタルゲートの構造 141
  (1) メッシュゲート(ULVAC) 141
  (2) メタルメッシュゲート(Korea大学) 143
  (3) トップゲート(Samsung SDI) 144
  (4) アンダーゲート(Samsung SDI) 146
  (5) メタルゲート/メタルスペーサシート(ノリタケ) 146
 3.4.4 印刷法やCVD以外のCNTおよびCNT膜の形成法 149
  (1) 液相析出形成 149
  (2) 電着析出形成 150
 3.4.5 CNT膜の活性化 150
  (1) レーザー処理 150
  (2) 機械的処理 151
  (3) 電圧印加処理 152
3.5 BSD型FED 152
 3.5.1 BSD型FEDの構造 152
 3.5.2 BSD型FEDの電子放出原理と特徴 153
 3.5.3 電子源の製造方法とプロセス 154
 3.5.4 電子放出特性 155
 3.5.5 BSD型FED 156
 3.6 強誘電体型FED(FEED) 157
 3.6.1 FEEDの基本構造 157
 3.6.2 FEEDの電子放出原理 158
 3.6.3 FEEDの電子放出特性と試作ディスプレイの特性 159
3.7 表面電子放出型FED(SED) 162
 3.7.1 SEDパネルの構造 162
 3.7.2 電子源(SCE)の構造と電子放出の原理 162
3.8 MIM型FED 163
 3.8.1 MIM型電子源の構造 163
 3.8.2 電子源の作製方法 164
3.9 MIS型FED 166
 3.9.1 MIS電子源の構造 166
 3.9.2 MIS電子源の放電特性 167
 3.9.3 試作パネルの構造と特性 168
3.10 グラファイトナノ構造電子源 169
3.11 金型転写法による電子源構造 170
3.12 FEDメーカー各社の動向 172
 3.12.1 双葉電子工業 172
  (1) 事業戦略 172
  (2) スピント型FEDの性能 172
 3.12.2 SED(株) 173
  (1) SED(株)の事業戦略 173
  (2) SEDパネルの性能 175
  (3) 今後の課題 176
 3.12.3 Samsung SDI Co. 176
 3.12.4 アルバック/NHK放送技術研究所 177
 3.12.5 ノリタケカンパニーリミテッド・三重大学・先端技術総合研究所 180
 3.12.6 カーボンナノチューブFEDプロジェクト 183
 3.12.7 その他のメーカー 185
  (1) 日立製作所 185
  (2) パイオニア 185
  (3) NGK 185
  (4) モトローラ 185
  (5) ETRI 186
  (6) ERSO/ITRI・チャオチュン大学(台湾) 187
  (7) cDream(米国)・Kyung Hee大学(韓国) 188
  (8) Philips Research Lab.& LG Philips Display 191
 3.12.8 2005年SIDで発表があったその他のメーカーと研究機関 192
  (1) TECO Nanotech Co.Ltd.(台湾) 192
  (2) TECO Electric & Machinery Co.Ltd.(台湾)ほか 192
  (3) Korea大学ほか 192
  (4) ソニー 193
  (5) アルバック 193
  (6) 東京電気通信大学 193
  (7) ERSO/ITRI  193
引用文献 193

第4章 SED開発の現状と課題
196
4.1 SEDの構造と電子源の構造 196
  (1) SEDの構造 196
  (2) 電子源(SCE)の構造と電子放出の原理 197
4.2 SEDの電子源(SCE)の製造プロセス 198
4.3 駆動方式 202
4.4 SEDの画像表示特性と改善状況 203
  (1) 2004年の試作品の画像表示性能 203
  (2) 画像表示性能の向上 204
  (3) SEDパネルの性能と中・大型テレビへの展開 205
4.5 SEDの事業戦略 206
4.6 今後の課題 208
引用文献 208

第5章 有機EL開発の現状と課題
209
5.1 有機EL素子と有機ELディスプレイ 209
 5.1.1 有機EL発光素子とパネルの構造 209
 5.1.2 有機ELの発光原理 211
 5.1.3 有機EL素子の発光効率 212
 5.1.4 有機EL素子の特徴 213
  (1) 輝度、コントラスト 213
  (2) 視野角 214
  (3) 応答速度 214
  (4) 消費電力 214
  (5) 厚さ・重さ 214
 5.1.5 有機ELの製造プロセス 215
  (1) パッシブマトリックス(PM)有機ELの製造プロセス 216
  (2) アクティブマトリックス(AM)有機ELの製造プロセス 217
5.2 有機ELの開発・商品化の経過と現状および課題 217
  (1) 開発の経緯 217
  (2) 商品化の現状 218
  (3) 課題 227
 5.2.1 有機EL材料開発の現状 227
  (1) 高効率蛍光発光材料 227
  (1) 低分子系蛍光発光材料 228
  (2) 高分子系蛍光発光材料 232
  (2) 高効率りん光発光材料 234
  (1) 低分子系りん光発光材料 234
  (2) デンドリマー系りん光発光材料 235
  (3) 高分子りん光発光材料 235
  (3) 有機EL素子を構成する各材料 236
  (1) 基板材料 236
  (2) 電極材料 236
  (3) キャリア注入材料(バッファー材料) 236
   A.正孔注入バッファー層材料 236
   B.電子注入促進バッファー層材料 239
  (4) キャリア輸送材料 239
   A.正孔輸送材料 239
   B.電子注入・輸送材料 240
  (5) 発光層材料(ホスト材料、ゲスト材料) 240
  (6) 封止材料とガスバリア材料 241
  (7) 除湿材料 242
   A.ダイニック社のHGS 242
   B.双葉電子工業の「OleDry」 243
   C.DuPontのゲッター付きカバーグラス「DuPont Drylox」 245
 5.2.2 有機ELディスプレイ商品化の現状と課題 246
  (1) 携帯機器用ディスプレイ 246
  (2) 携帯電話 247
  (3) 車載用ディスプレイ 247
  (4) パソコンモニター・テレビ用中・大型ディスプレイ 249
  (5) 照明用有機EL白色ディスプレイ 249
  (6) フレキシブル有機ELディスプレイ 254
  (1) フレキシブル有機EL素子用フィルム基材の特性 255
  (2) フレキシブル有機EL用TFT 256
   A.転写法 256
   B.有機半導体TFT形成法 256
  (3) フレキシブル有機ELディスプレイ試作品とその用途 257
 5.2.3 有機ELディスプレイの課題 258
5.3 有機EL素子の高発光効率化と長寿命化 260
 5.3.1 有機EL材料(発光材料、ホスト材料、電荷移動材料)開発 260
  (1) 高発光効率の蛍光発光材料 261
   A.出光興産の発光材料 261
   B.キヤノンの開発した高発光蛍光材料 261
   C.住友化学の発光材料 265
  (2) 高発光効率りん光発光材料 266
  (1) 低分子りん光材料 266
  (2) 高分子りん光材料 275
  (3) デンドリマー型りん光材料 277
  (3) 高発光効率ホスト材料 281
 5.3.2 素子の構造と発光取り出し効率向上 288
  (1) トップエミッション構造 288
  (2) マイクロキャビティ構造 289
  (3) マルチフォトン構造 293
  (4) ブラックエレクトロードによる外光反射抑制 296
5.4 製造技術の開発(製造コスト低減と大型化への対応) 297
 5.4.1 蒸発法における材料の効率的利用技術 298
  (1) ホットウォール蒸着機 298
  (2) Thermoball(THB) Valved Cellを使用した蒸発源装置 299
  (3) 住友商事・米SVTA・日立造船の面蒸発源(SSA-pro250/200-10) 300
  (4) 半導体技術研究所のSES 303
  (5) ドイツApplied Chemicalの縦型蒸着機 304
 5.4.2 基板の大型化への対応技術 305
  (1) ULVACのライン型蒸着機 305
  (2) 転写法によるRGBパターン形成技術(LITIプロセス) 309
  (3) インクジェット印刷 311
   A.セイコーエプソンの液滴セルフアライメント技術 312
   B.大日本印刷の液滴セルフアライメント技術 313
   C.大型基板対応のインクジェット印刷機 316
  (4) Eastman KodakのRIST(Radiation Induced Sublimation Transfer) 317
  (5) 大日本スクリーン製造のノズルプリンティング 319
  (6) 大日本印刷のフォトリソRGBパターン形成技術 320
5.5 駆動制御技術とTFT利用技術の進展 321
 5.5.1 アクティブマトリックス型有機EL素子の駆動制御技術 322
  (1) アナログ方式駆動とその回路 322
  (1) アナログ駆動2トランジスタ方式(CCG:Conductance Control Grayscale) 322
  (2) 電圧プログラム方式 323
  (3) 電流プログラム方式 323
  (2) デジタル駆動方式 325
  (1) 面積階調法 326
  (2) 時分割階調法 327
 5.5.2 駆動制御技術の最新動向 328
  (1) 日立製作所のCI(Clamped Inverter)Driving方式 328
  (2) Samsung SDIの新しい電流プログラムと電圧プログラム(改良ADSC) 331
  (3) Samsung SDIのTDC駆動法および30インチ対応駆動回路シュミレーション 334
  (4) シャープおよび竜谷大のMAS(Multiple Addressing Sequence)駆動法 339
  (5) ソニーの新しい電流プログラム駆動法 339
  (6) その他の駆動法(SID 05の報告から) 340
 5.5.3 アモルファスSi-TFTの大型基板への適用および新しいLTPS作成法 341
  (1) アモルファスSi-TFTの大型基板への適用(低コスト化) 341
  (1) スーパーアモルファスシリコン技術を使った20インチAMOLED 341
  (2) Samsung SDIとDupont Displaysによる14.1インチa-Si-TFT高分子型WXGAフルカラー有機EL素子 343
  (2) 新しいLTPSの開発 345
  (3) 有機TFT開発 350
5.6 長寿命化 351
 5.6.1 材料面の改善 351
  (1) 蛍光発光素子の長寿命化 352
  (1) 青色発光素子 352
  (2) 緑色発光素子 352
  (3) 白色発光素子 352
  (2) りん光発光素子の長寿命化 353
  (3) 高分子型有機EL素子の長寿命化検討 356
5.7 フルカラー化技術 358
 5.7.1 RGB画素塗り分け法 359
 5.7.2 青色発光と色変換層の組み合わせ法 360
 5.7.3 白色発光とカラーフィルターの組み合わせ法 361
5.8 有機ELメーカ各社の動向 363
 5.8.1 パネルメーカ 363
 5.8.2 材料および関連基材のメーカー 369
 5.8.3 有機EL事業のアライアンス状況 369
引用文献 373

第6章 無機ELの開発の現状と課題
378
6.1 無機ELの発光原理と特徴 378
6.2 発光材料や素子開発の経緯・現状と課題 378
引用文献 383

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