液晶ディスプレイ用バックライト技術

―液晶照明システムと部材料― LCD Backlighting Technologies

［コードNo.2006T515］

■監修／	カランタル カリル（Kalil Kalantar 、日本ライツ(株) 専務執行役員 R&Dセンター長）
■体裁／	Ｂ５判　２６０ページ
■発行／	２００６年　８月　(株)シーエムシー出版
■定価／	６８,２５０円（税込価格）

★	コスト、省電力、輝度、コントラスト、色再現性、Hgレスで、液晶テレビ時代の鍵を握る液晶バックライト技術を 集大成！
★	液晶ディスプレイバックライトユニット（BLU）のキーテクノロジーは光の制御、“導光（板）と光学設計”を詳述！
★	[1]液晶ディスプレイ用照明編、[2]導光板編、[3]液晶照明システム編、[4]PC・モニター・TV用バックライト編、 [5]光源編、[6]導光板材料と光学フィルム編、[7]ディスプレイ用バックライト市場編の7編から構成！

※　本書籍はご試読頂けません　※

刊行のねらい
高度情報化社会の進展に伴い、マンマシンインターフェイスとして薄い、軽量、低消費電力の表示装置が要求されている。そのため、CRT、PDP、LED、EL、OLEDなどの表示装置よりも数多く液晶表示（LCD）が使用されている。液晶表示の応用として広く知られているのは、携帯電話、電子手帳、小型テレビ、カーナビ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ノート型パソコン、デスクトップモニター、薄型テレビなどである。 　LCDは、液晶パネルの背面に照明装置があるために情報が認識される。液晶の種類（透過型と反射型）によって、その照明装置はバックライトおよびフロントライトに別れる。これらは液晶パネルと並ぶ表示モジュールの最も重要な部品である。 　こういった照明装置においては、光制御が重要な因子であり、その中心部品は導光板や空気を利用するライトチェンバーである。また、導光媒体とLCDを光学整合させるのは光学フィルムであり、その中で最も出射光を偏角させるのはプリズムフィルムである。 　バックライトおよびフロントライトのパーツである導光板やライトチェンバー、プリズムフィルム、リフレクターの開発、またこれらの材料開発が照明装置にとってたいへん重要である。LCD照明分野において製品の品質や技術面で、LCD全体の中でバックライトの機能・役割がどうあるべきかを考えて、製品開発を行うべきである。同時にビデオ信号を応用したバックライト（時空間分割型および一括点灯、ライン点灯、マトリックス点灯）に代表される、全く新しいコンセプトをバックライト開発に取り込むべきだと考える。 　そして、バックライトの高機能化、高性能化、高効率化に向かって部材開発を行い、現状を分析、まとめ、次ぎの部材開発を企画すべきである。 そこで、本企画はバックライトおよびその光学部品の最新技術を集成することを目的とした。 このような背景の中で、本書は液晶ディスプレイ用バックライトユニットの技術に注目し、技術の現状を中心に各分野のエキスパートの方々にご執筆いただいた。 　また、本書が、バックライトユニット分野の研究開発に従事される方々ばかりでなく、応用機器である液晶ディスプレイの開発に従事する方々、またユニットの構成部材である各種の光源や光学フィルム、さらにはその素材の研究に従事する多くの技術者・研究者にご参照され、新しい扉を開こうとする方々にご活用いただき、バックライト技術のさらなる発展に貢献できればと願い、本書のご一読をお勧めするしだいです。
2006年8月　カランタル カリル

執筆者一覧
カランタル カリル	日本ライツ(株) 専務執行役員 R&Dセンター長
前川敬	富士通化成(株) ディスプレイ事業部 プロジェクト部長
服部雅之	早稲田大学 理工学総合研究センター 客員研究員
庄野裕夫	日本ライツ(株) 専務取締役
小松進一	早稲田大学 理工学部 応用物理学科 教授
高木将実	ハリソン東芝ライティング(株) 情報機器事業部 情報機器技術部 部長
島袋憲児	日本ライツ(株) R&Dセンター 主任
岡田真史	日本ライツ(株) R&Dセンター 主任
鈴木充博	多摩ファインオプト(株) 取締役 開発部 部長
松尾和尋	パナソニック フォト・ライティング(株) バックライトビジネスユニット 開発グループ 材料プロセスチーム チームリーダー
志賀智一	電気通信大学 電子工学科 助教授
板東完治	日亜化学工業(株) 第2部門 LED技術本部 副本部長
赤星治	東北デバイス(株) 取締役副社長＆COO
倉地与志也	三菱レイヨン(株) 東京技術・情報センター 樹脂開発センター 主任研究員
清水稔	三菱レイヨン(株) 東京技術・情報センター 樹脂開発センター 副主任研究員
榛澤文久	住友スリーエム(株) オプティカルシステム事業部 第一開発グループ スペシャリスト
濱田雅郎	三菱レイヨン(株) 情報材料生産技術部 担当部長
沖村裕伸	三井化学(株) 機能材料研究所 情報材料グループ 研究員
小林敏幸	(株)シーエムシー出版 編集部 部長

構成および内容
はじめに（カランタル カリル）
第1編	液晶ディスプレイ用照明
第1章	ディスプレイ用バックライト（カランタル カリル）
1	はじめに
2	液晶用バックライトの基本構造
3	導光板
3.1	微小光学素子一体型導光板
3.2	微小光学素子一体型導光板を用いたバックライト
4	導光板の製造
4.1	射出成形方法
4.2	モニター用導光板の成形方法
5	水銀レスLEDバックライト
5.1	7型カーナビゲーション用バックライト
5.2	大型15型、20型モニター、TV用バックライト
5.3	キセノンガス平面光源
6	おわりに
第2章	ディスプレイ用フロントライト（前川敬）
1	はじめに
2	FLの基本構造
2.1	FLの導光板
2.1.1	微細プリズム面
2.1.2	微細プリズム面の対向面
2.2	FLの光源
3	FLの光学特性
3.1	輝度の推移
3.2	視野角特性
3.3	輝度分布
3.4	コントラスト
4	FLの性能向上
4.1	従来のLGP
4.2	LGPの性能向上
4.2.1	プリズム角度制御技術
4.2.2	外形形状制御技術
5	まとめ
第2編	導光板
第1章	機能性導光板と微小光学素子（カランタル カリル）
1	はじめに
2	微小散乱素子
2.1	印刷ドット散乱素子
2.2	光学微小反射素子（MR素子）
3	導光板と微小光学素子
3.1	バックライトの構造
3.2	導光板
3.2.1	印刷ドット散乱素子を用いた導光板
3.2.2	エッチング成形ドット散乱素子を用いた導光板
3.2.3	微小反射素子（MR素子）を用いた導光板
3.2.4	微小偏向素子（MD素子）を用いた集光型導光板
4	機能性導光板とTIRプリズムシート
第2章	導光板の光学設計（カランタル カリル）
1	光学設計
1.1	微小偏向素子の光学設計
1.2	微小反射素子の光学設計
1.3	微小反射素子のグラデーション設計
2	機能性導光板
3	おわりに
第3編	液晶照明システム
第1章	モバイル機器用バックライト
1	携帯用両面発光バックライト（カランタル カリル）
1.1	はじめに
1.2	1枚の微細加工導光板による両面発光バックライト
1.3	バックライトの構造
1.3.1	従来型バックライト
1.3.2	新しい集光性導光板
1.4	くさび形導光板
1.4.1	くさび形導光板中の光伝播の原理
1.4.2	導光板上の微小構造の光学設計
1.5	光線の軌跡と最適設計
1.6	開発されたバックライトと従来タイプの輝度比較
1.6.1	新バックライトの輝度と分布
1.6.2	従来型バックライトとの輝度比較
1.7	おわりに
2	偏光バックライト（カランタル カリル、服部雅之、庄野裕夫、小松進一）
2.1	はじめに
2.2	両面成形導光板を用いた高輝度バックライト
2.2.1	バックライトの構成
2.2.2	集光性高輝度導光板
2.2.3	バックライトの光学特性
(1)	導光板特性
(2)	バックライト特性
2.3	両面成形導光板を用いた高機能バックライト
2.3.1	導光板の構成
2.3.2	輝度分布のシミュレーション
2.3.3	バックライトの光学特性
(1)	導光板特性
(2)	バックライト特性
2.4	偏光性導光板を用いた高機能バックライト
2.4.1	導光板の構成
2.4.2	バックライトの光学特性
(1)	導光板特性
(2)	AFMを用いた導光板表面偏光構造の観察
(3)	表面微細構造による高効率偏光導光板
[1]	単一V溝構造の偏光特性
[2]	全反射表面の微細周期構造による偏光素子
2.5	積層型偏光導光板
2.5.1	導光板の構成
2.5.2	透過P偏光の再利用方法
2.5.3	解析結果
2.6	まとめ
2.6.1	高輝度導光板
2.6.2	高機能導光板
2.6.3	偏光導光板の試作
2.6.4	新しい偏光現象の発見と導光板への応用
2.6.5	積層偏光導光板
第2章	携帯電話用フロントライト（前川敬）
1	反射型液晶モジュールの状況
2	バックライトへの応用
2.1	反射重視型液晶モジュール
2.2	通常のバックライトとしてのFLの応用の検討
3	両面表示液晶モジュールへの応用
3.1	「FLLCD �T」
3.2	「FLLCD �U」
3.2.1	「FLLCD �U」の課題
4	まとめ
第3章	カーナビゲーション用バックライト
1	キセノン管タイプカーナビ用バックライト（高木将実）
1.1	はじめに
1.2	ランプ構造
1.3	バックライト構造及び特性
1.4	まとめ
2	白色LED光源使用カーナビ用バックライト（カランタル カリル、島袋憲児）
2.1	はじめに
2.2	バックライト
2.2.1	従来型バックライトの構造
2.2.2	CCFL光源
2.2.3	LED光源
2.2.4	高機能導光板
2.3	白色LED光源バックライトの作製と評価
2.4	おわりに
第4編	PC・モニター・TV用バックライト
第1章	集光型導光板を用いたバックライト（カランタル カリル）
1	はじめに
2	照明システム
2.1	導光板
2.2	ラインプリズムとその光学設計
2.3	微小集光素子とその光学設計
2.4	輝度分布の光学設計
3	集光型導光板を用いたバックライトの設計と評価
3.1	機能性LGPの設計
3.2	機能性LGP評価の実際
4	おわりに
第2章	広域色再現性RGB-LEDバックライト （カランタル カリル、岡田真史）
1	はじめに
2	色再現性
3	RGB-LEDバックライト
3.1	R、G、B LED素子
3.2	熱設計
3.3	制御
4	RGB-LEDバックライトの性能
5	おわりに
第3章	液晶テレビ用バックライト（鈴木充博）
1	はじめに
2	液晶TV用バックライトの変遷
3	液晶TV用バックライトの基本設計
3.1	ライティング方式の選択
3.2	直下型バックライトの基本構造
3.3	CCFL光源の選択
3.4	光学シートの選択
4	液晶TV用バックライトへの要求性能
4.1	要求品質
4.2	今後の課題
5	液晶TV用バックライトの最新技術動向
5.1	低価格化技術
5.2	高機能化技術
5.3	新光源技術
5.3.1	EEFL
5.3.2	LED
5.3.3	FFL
6	まとめ
第5編	光源
第1章	蛍光管光源（CCFL）
1	線光源−CCFLの概要とその技術動向−（松尾和尋）
1.1	はじめに
1.2	液晶バックライトの構造
1.3	CCFLの発光原理
1.4	ユニット劣化防止のUVカットガラス技術
1.5	輝度低下を抑制する保護膜技術
1.6	CCFLの色再現範囲拡大の技術
1.7	おわりに
2	平面光源（志賀智一）
2.1	液晶ディスプレイの大型化と平面光源
2.2	円筒型放電型
2.3	微細放電型
2.4	平面放電型
2.4.1	ランプ構造、駆動方法、動作原理
2.4.2	水銀放電とXe放電の発光特性比較
2.4.3	マルチチャンネル構造による大型化
2.5	おわりに
第2章	キセノン蛍光ランプ（高木将実）
1	はじめに
2	ランプ構造
3	キセノンの発光状態
4	キセノンの真空紫外放射
5	点灯条件と陽光柱状態の関係
6	封入圧力と発光効率の関係
7	まとめ
第3章	白色LED（板東完治）
1	はじめに
2	白色LEDの構造と特徴
3	白色LEDの明るさロードマップ
4	液晶バックライトへの応用
5	まとめ
第4章	白色有機EL（赤星治）
1	発光の原理
2	その特色
3	なぜ注目されているのか？
4	OLEDバックライトユニット（OLEDBLU）の構造
5	多波長化への対応
6	OLEDBLUの今後の課題と展望
第6編	導光板材料と光学フィルム
第1章	バックライト導光板用PMMA材料（倉地与志也、清水稔）
1	はじめに
2	導光板用板材料
3	導光板用成形材料
4	導光板グレード アクリライトLX-865の特性
5	導光板グレード アクリペットの物性
第2章	輝度向上フィルム（榛澤文久）
1	はじめに
2	反射、屈折の基本
3	レンズフィルム（上向き）
3.1	レンズフィルム
3.2	頂角R付きレンズフィルム
3.3	ランダムパターンレンズフィルム
3.4	断面波型状（ウエーブ）フィルム
3.5	上向きレンズフィルムまとめ
4	レンズフィルム（下向き）
5	反射型偏光性フィルム
5.1	機能
5.2	構造
5.3	応用例
6	（樹脂製）正反射型反射フィルム
7	用途別組み合わせ例
7.1	携帯電話、PDA向け
7.2	ノートブックPC向け
7.3	液晶モニターおよび液晶テレビ向け
7.4	複合機能フィルム
8	各種規格の説明
8.1	TCO‘99-03 for FPD Monitor PC
8.2	TCO‘05 for Notebook PC
8.3	環境対応
9	おわりに
第3章	集光フィルム（濱田雅郎）
1	はじめに
2	バックライトの方式と用途
3	上向きプリズムシートを使用した従来方式エッジライト型バックライト
4	ダイヤアートを使用した全反射エッジライト型バックライト
5	プリズムシートの基本構造とダイヤアートの品種構成
6	全反射型プリズムシートの性能向上
7	超高輝度プリズムシートの開発
第4章	バックライト用反射シート（沖村裕伸）
1	はじめに
2	LCDバックライトの現状と反射シート
2.1	種類と用途
2.2	要求性能
3	LCDバックライトにおける反射シートの機能と技術
3.1	直下型バックライトと反射シート
3.2	中型サイドライト型バックライトと反射シート（CCFL光源）
3.3	小型サイドライト型バックライトと反射シート（LED光源）
4	反射シートの今後の動向
第5章	バックライト用ランプリフレクター（沖村裕伸）
1	はじめに
2	LCDバックライトの現状と反射シート
2.1	種類と用途
2.2	要求性能
3	LCDバックライトにおけるランプリフレクターの機能と技術
3.1	液晶モニター用途におけるランプリフレクター
3.2	ノートPC用途におけるランプリフレクター
4	ランプリフレクターの今後の動向
第7編	ディスプレイ用バックライト市場（小林敏幸）
第1章	液晶ディスプレイの構成材料とディスプレイ用光学フィルム
1	液晶ディスプレイ（LCD）と構成材料の市場
2	LCDの市場
3	わが国LCDパネルメーカーの再編
4	LCDの構成部材の市場
5	LCD用光学フィルム
5.1	反射防止フィルム・反射フィルム
5.2	偏光子・偏光関連フィルム
5.3	位相差関連フィルム
5.4	プラスチックフィルム基板
第2章	LCDバックライトユニット
1	バックライト
2	バックライト用導光板
3	光源
4	拡散・プリズム・反射フィルム
5	リフレクター
6	バックライトユニットの市場
7	メーカーの動向

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