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先端技術・ヘルスケア
( A004 )

液晶ディスプレイバックライト

液晶ディスプレイバックライト

【監修】
山口東京理科大学 教授 小林 駿介
電気通信大学 教授 御子柴茂生
Dankook University 教授 Sungkyoo Lim

発刊日
2006年08月31日
体裁
B5判上製本 230頁
ISBN
4-903413-08-X
Cコード
3058
価格(税込)
75,600
( STbook会員価格(税込)STbook会員価格
71,794 円)

翻訳
電気通信大学 御子柴茂生


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冊数:
PDFパンフレット(A004 書籍「液晶ディスプレイバックライト」)

著者リスト

S.Lee Samsung Electronics
山本 恒典 (株)日立製作所
杉浦 博明 三菱電機(株)
志賀 智一 電気通信大学
B.H.Hong Kwangwoon Univ(前 wooyoung Co)
青山 茂 オムロン(株)
山口 数吉 パナソニック フォト・ライティング(株)
上松  武 TDK(株)
S.Sluyterman Philips Lighting
J.H.Ko Hallym Univ.(元 Samsung Corning)
C.S.Kim Mirae corp.
S.Lim Dankook Univ.
岡本 太志 松下電工(株)
M.Zeiler OSRAM Opto Semiconductors GmbH
J.Huettner OSRAM Opto Semiconductors GmbH
近藤 祐司 NEC液晶テクノロジー(株)
和気 宏樹 セイコーインスツル(株)
J.Jang Kyunghee Univ.
岡本 信治 NHK
後沢 瑞芳 NHK
石渡 洋一 旭化成ケミカルズ(株)
江澤 道広 GE Plastics
榛沢 文久 住友スリーエム(株)

趣旨

 今日、液晶ディスプレイはテレビ、パソコン、携帯電話などに広く用いられており、人々の生活と仕事の場に不可欠な情報端末機器となっている。情報ディスプレイにはCRT、PDP、LED、ELなど発光型と液晶ディスプレイ(LCD)のような非発光型とがある。LCDには直視型と投写型の二種類があり、さらに直視型にはバックライト付きとバックライトなしの反射型とがある。よく知られているように、LCD-TV、LCDモニター、携帯電話用LCDはバックライトを必要とする。また、LCDはTVなどの家電用、PCなどの情報用、またカーナビなどの車載用のほか、膨大な産業用もあり、表示の性能に対する要求はそれぞれ違ってくる。LCDにおける課題は、35兆円の市場規模になった急速に成長しつつあるLCD-TVなどのディジタル家電の質的要求に応えながら、量的供給にも応えていかなければならないことである。さらにまた、省エネルギー型LCDの実現も大きな課題である。事実LCD-TVやLCDモニターの消費電力の70~80%はバックライトにより消費されている。それゆえ、バックライトのエネルギー効率の向上が求められる。省エネルギーの問題解決は環境問題であり、3R(Recycle, Reduce, Reuse)を目指した生産技術を推進することであり、わが国の国策に合致している。
 本書においてはこのように人々の生活と仕事に密接な関係を持つ、LCDのバックライトについて、現状の技術および先端的技術を含めて詳しく紹介され論じられている。それゆえ、読者の皆様にお役に立てるものと確信いたします。   (小林駿介)

目次

第1章 用途別のバックライトの課題と技術

 第1節 液晶テレビ用バックライト
  1. 液晶テレビ用バックライト技術 【Sangyu Lee】
    1. 液晶テレビ用バックライトの構造
    2. 液晶テレビ用バックライト光源
     2.1 冷陰極蛍光ランプ(CCFL)
     2.2 外部電極蛍光ランプ (EEFL)
     2.3 熱陰極蛍光ランプ (HCFL)
     2.4 平板蛍光ランプ (FFL)
     2.5 発光ダイオード (LED)
    3. 液晶テレビ用バックライトの要求仕様
     3.1 輝度
     3.2 色再現
      3.2.1 CCFLの色再現範囲
      3.2.2 LEDの色再現範囲改善
     3.3 色温度
     3.4 温度コントロール

  2. バックライトによる液晶テレビの画質改善 【山本恒典】
    1. 液晶ディスプレイにおける動画ボヤケ
     1.1 発生原理
     1.2 動画質評価指標:N-BET、およびMPRT
    2. 動画ボヤケの原理的解決法
    3. バックライトのブリンキング方式

  3. 多原色バックライト 【杉浦博明】
    1. 背景
    2. 技術的インパクト
    3. 試作モニタの構成と動作
    4. 6色LEDバックライトの詳細
    5. 3原色−6原色変換信号処理技術
    6. 試作モニタの色再現範囲に関する考察
    7. その他の方式による多原色液晶ディスプレイ
    8. 今後の課題

  4. バックライトの省電力化 【志賀智一】
    1. 液晶ディスプレイの表示方式と消費電力の低減
    2. Adaptive Dimming Techniqueの信号処理
    3. Adaptive Dimming におけるバックライト発光領域の分割および制御方法と消費電力
     3.1 光学しきりによる消費電力低減効果
     3.2 0D, 1D, 2D制御の比較
     3.3 ブロックサイズ、サンプリング周期と消費電力低減効果
    4. Adaptive Dimming Technique のその他の特徴

 第2節 ノートPC、モニタ用バックライト 【B.H.Hong】
   1. PC用バックライトに要求される特性
   2. バックライト光学系
   3. PC用バックライト光源
   4. バックライト光学部品
    4.1 ランプリフレクタ
    4.2 導光板
     4.2.1 印刷方式導光板
     4.2.2 印刷レス方式導光板
     4.2.3 ノートPC用プリズム導光板

 第3節 携帯情報端末用バックライト 【青山 茂】
    1. LEDバックライトの基本構成・原理
     1.1 プリズム2枚方式の基本構成 
     1.2 LEDバックライトの基本原理
    2. 基本構成部材の動向
     2.1 導光板
     2.2 シート
     2.3 LED
    3. LEDバックライトの方式比較
     3.1 逆プリズム方式
     3.2 点光源方式

第2章 バックライト光源の課題と技術

 第1節 蛍光ランプバックライト
  1. 冷陰極蛍光ランプ(CCFL) 【山口数吉】
     1. 構造と原理
      1.1 基本構造
      1.2 動作原理
     2. 基本特性
      2.1 電気特性
       2.1.1 暗黒始動時間
       2.1.2 始動電圧(Vs)
       2.1.3 電流電圧特性(Ila−Vla)
      2.2. 光学特性
       2.2.1 輝度
       2.2.2 色度
      2.3 寿命特性
       2.3.1 輝度寿命
       2.3.2 電極寿命
       2.3.3 その他
     3. 課題
      3.1 長尺化
      3.2 色再現範囲
      3.3 高効率化
       3.3.1 高輝度化
       3.3.2 低電力化

  2. CCFLインバータ 【上松 武】
     1. 液晶テレビのサイズとバックライトの構成およびインバータ方式の分類
     2. ランプの電気回路モデル
     3. インバータの回路方式
     4. 液晶テレビ用インバータのランプ駆動方式
     5. 多灯方式におけるランプ電流ばらつきの抑制方法

  3.  熱陰極蛍光ランプ(HCFL) 【S.Sluyterman】
     1. 各種蛍光ランプにおけるHCFL光源の位置付け
     2. 熱陰極の使用
     3. HCFLの駆動
     4. HCFLの陰極寿命特性
     5. 光束劣化と色度変化
     6. HCFLバックライトの設計
     7. HCFLの走査機能とコスト
     8. 調光機能

  4.  外部電極型蛍光ランプ(EEFL) 【J. H. Ko】
     1. EEFLの基本特性
      1.1 ランプの構造
      1.2 放電特性
        ・ランプ電流、静電容量、駆動電圧条件
      1.3 寿命
     2. EEFLバックライトの特徴
      2.1 消費電力
      2.2 コスト
      2.3 ピンホール形成
     3. EEFLバックライトの最近の技術動向
      3.1 EEFLの駆動方法
      3.2 高輝度、高発光効率特性
      3.3 狭ベゼル
      3.4 色再現範囲
     4. 今後の開発動向
      4.1 大画面液晶バックライト用長尺ランプ
      4.2 非円筒形放電管
      4.3 水銀レスEEFL

  5. 平板型蛍光ランプ(FFL) 【C.S.Kim and S.Lim】
     1. FFL開発の歴史
     2. 第1世代FFL(サンドブラスト)
     3. 第2世代FFL(ガラス成型)
     4. 第3世代FFL(外部電極)
     5. 第4世代FFL(排気管無し)
     6. FFLの特性
     7. FFLの構造
     8. FFLの発光
     9. FFLの製造工程
    10. 高輝度、高効率特性
    11. 長寿命特性
    12. 色再現範囲

  6. 磁界結合型無電極放電ランプ 【岡本太志】
     1. 点灯原理
     2. 環境保護に対する効果
     3. 無電極放電ランプの特徴
     4. 無電極放電ランプの商品化事例
     5. 研究開発の動向・課題
     6. バックライトへの応用

  7. 水銀レス蛍光ランプ 【志賀智一】
     1. 水銀放電
     2. Xeの利用
     3. 各種水銀レスXe蛍光ランプ
      3.1 円筒放電型
      3.2 微細放電型
     4. 水銀レスXe平面放電型ランプ
      4.1 平面放電
      4.2 ランプ構造と駆動方法
      4.3 水銀放電とXe放電の発光特性比較

 第2節 LEDバックライト
    1. LEDバックライトデバイスの特徴 【M.Zeiler and J.Huettner】
      1. LEDの動作原理と特徴
       1.1 LEDの動作原理
       1.2 LEDバックライトの特徴
       1.3 バックライトユニットへの要求
       1.4 バックライトユニット内のLEDの配置
       1.5 "Thinfilm"および"ThinGaNR"技術
      2. 種々のバックライトへの応用
       2.1 デスクトップモニタ用LEDバックライト
       2.2 19"LCDモニタ用ライトガイド方式LEDバックライト
       2.3 15.4"ノートPC用ライトガイド方式LEDバックライト
       2.4 大画面テレビ用LEDバックライト

   2. LEDバックライトの技術 【近藤祐司】
     1. LEDバックライトとCCFLバックライトの比較
      1.1 構造比較
      1.2 光学設計比較
     2. LEDバックライトの設計仕様
      2.1 導光板型LEDバックライト
      2.2 中空型LEDバックライト
      2.3 直下型LEDバックライト
     3. バックライト製品仕様
     4. LEDバックライトの仕様
     5. LEDバックライトの技術動向
     6. LEDバックライトの適用市場

   3. LEDバックライトドライバ IC 【和気宏樹】
     1. LED駆動方法とLEDドライバICの必要性
      1.1 LED駆動回路の基礎
      1.2 LED輝度調整方法
       1.2.1 LED駆動電流値による輝度調整
       1.2.2 パルス幅変調による輝度調整
      1.3 定電流駆動回路を用いたLED駆動回路
       1.3.1 昇圧型スイッチングレギュレータを用いたLED電流制御回路
       1.3.2 チャージポンプ方式定電流駆動回路を用いたLED電流制御回路
       1.3.3 チャージポンプ方式定電流駆動回路を用いたLED輝度調整方法
     2. バックライトLEDドライバICの動向
      2.1 高効率化
      2.2 EMI対策
      2.3 LEDドライバの小型化
      2.4 高輝度/パワーLED用LEDドライバIC

 第3節 有機ELバックライト 【J.Jang】
  1. 単一発光層型白色OLED
  2. 積層発光層型WOLED
  3. 色変換型WOLED
  4. タンデム構造WOLED
  5. WOLEDの応用
   5.1 一般照明
   5.2 液晶バックライト
  6. 研究・開発の現状

 第4節 無機ELバックライト 【岡本信治】
  1. 無機ELの種類
  2. デバイス構造と特性
   2.1 分散型EL
   2.2 薄膜型EL
  3. 超高輝度無機ELデバイス
  4. バックライトの実用例

 第5節 フィールドエミッションバックライト 【後沢瑞芳】
  1. 電界電子放出源
  2. パネル容器と真空封止
  3. 電子線励起蛍光面
  4. フィールドエミッションバックライト実用化の課題

第3章  バックライト光学系コンポーネントの課題と技術 

 第1節 導光板 【石渡洋一】
  1. PMMAの需要動向
   1.1 シート
   1.2 成形材料
  2. PMMAの特性
   2.1 透明性
   2.2 耐候(光)性
   2.3 低複屈折率
  3. PMMAシートの製造方法
  4. 液晶ディスプレイ用バックライトへの応用
   4.1 バックライトユニットの種類について
   4.2 エッジライト式バックライトの原理と構成
  5. 導光板の素材に要求される特性
   5.1 シートおよびペレット成形材料に要求される特性
   5.2 シート材料に要求される特性
   5.3 ペレット成形材料に要求される特性
  6. 導光板用押出シートおよび射出成形材料
   6.1 導光板用押出シート
   6.2 導光板用射出成形材料

 第2節 拡散板  【石渡洋一】
    1. PMMA拡散板
    2. MS、PS拡散板
    3. 賦型拡散板の開発動向
    4. LED光源と拡散板

 第3節 ポリカーボネート製拡散シート/拡散板  【江澤道広】
  1. ポリカーボネート(PC)製拡散シートの特徴、および光学特性
   1.1 PC製拡散シート/拡散板の特徴
   1.2 PC製拡散シート光学特性
  2. PC製拡散シートの製造方法
  3. イルミネックス拡散シートの評価方法
   3.1 環境信頼性評価
   3.2 外観品質と耐擦傷性評価
  4. PC製拡散シート/拡散板の今後
 
 第4節 レンズフィルム、反射型偏光性フィルム 【榛沢文久】
  1. 反射、屈折の基本
  2. レンズフィルム(上向き)
   2.1 レンズフィルム
   2.2 張角R付き連座鵜フィルム
   2.3 ランダムパターンレンズフィルム
   2.4 断面波型形状(ウェーブ)フィルム
   2.5 上向きレンズフィルムまとめ
  3. レンズフィルム(下向き)
  4. 反射型偏光性フィルム
   4.1 機能
   4.2 構造
   4.3 応用例
  5. (樹脂製)正反射型反射フィルム
  6. 用途別組み合わせ例
   6.1 携帯電話、PDA向け
   6.2 ノートブック向け
   6.3 液晶モニタおよび液晶テレビ向け
   6.4 複合機能フィルム
  7. 各種規格の説明