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"旬な"技術トレンド・ニーズをスピーディーにキャッチアップする「テク二カルトレンドレポート」

＜TFT-LCD＞　＜OLED＞　＜マイクロLED＞
＜量子ドット・QD LED)＞　＜車載用ディスプレイ＞

を中心テーマとして、各ディスプレイの優れた製品化・研究開発例、
材料・部材・製造技術動向をレビュー
この先の技術・事業開発の方向性を掴むためにぜひご覧ください！

■著者

鵜飼 育弘　氏　Ukai Display Device Institute　代表

【経歴】
　1968年 大阪大学 卒業、同年ホシデン(株) 入社
　1979年から主にトップゲート型a-Si TFT-LCDのR&Dおよび事業化に従事。
　1989年 Apple Macintosh potableに世界で初めて10型モノクロ反射型a-Si TFT-LCDが採用された。
　世界で初めて民間航空機（ボーイング社777）コックピット用ディスプレイとしてTFT-LCDが採用された。
　スペースシャトルのコックピット用ディスプレイとしても採用された。 Du Pontとa-Si TFTとSeによる
　直接変換型X線ディテクタ（FPD：Flat Panel Detectorを開発実用化。
　1999年 東京工業大学から工学博士号授与される。同年3月退職（退職時、開発技術研究所参与）。
　1999年 ソニー(株)入社 STLCD技術部長としてLTPS TFT-LCDの量産立ち上げに従事。
　世界で初めてガラス基板上にLTPS TFTによるシステム・オン・パネルの量産。
　2002年からモバイルディスプレイ事業本部担当部長及びコーポレートR&Dディスプレイデバイス開発本部
　Chief Distinguish Engineerとして、技術戦略・技術企画担当。 In-Cell化技術を学業界に提唱し事業化を推進した。
　2008年3月 ソニー(株) 退職
　2008年4月から現職
【その他】
　九州大学大学院、大阪市立大学大学院非常勤講師歴任
　矢野経済研究所 客員研究員
　応用物理学会シニア会員 Society for Information Display Senior Member
　「薄膜トランジスタ技術のすべて」「実践ディスプレイ工学」など著書多数


はじめに

Chapter１ FPD動向/SID2019レポート

　1. FPD動向
　　　1.1 8K LCD TV
　　　1.2 8K OLED TV
　　　1.3 ローラブル4K OLED
　　　1.4 フォーダブルOLED
　　　1.5 電子ミラー
　　　1.6 フルカラー電子ペーパー
　2. SID2019概要
　　　2.1 FPD技術ロードマップ
　　　2.2 Keynote（基調講演）
　　　　　2.2.1　Samsung Display社のJinoh Kwag氏，“Display Research Shaping
　　　　　　　　 the Future with Information Displays”と題した講演
　　　　　2.2.2　Google LLC社のRick Osterloh氏，“Bringing Together the Best of Hardware, 　
　　　　　　　　　Software, and AI to Create Amazing User Experiences”と題した講演
　　　　　2.2.3　BOE Technology Group社のWenbao Gao氏，“Technical Innovation Empowers
　　　　　　　　　 a Win-Win Future”と題した講演
　　　2.3　レーザーアドレスによるフルカラーのリライタブルシート
　　　2.4　著者所見

Chapter２ 各種ディスプレイの仕組みと構造

　1. TFT-LCD
　　　1.1 a-Si TFT-LCD
　　　1.2 LTPS TFT-LCD
　　　1.3 HTPS TFT-LCD
　　　1.4 LCOS（Liquid Crystal on Silicon）
　　　1.5 TFT-LCDの光利用効率
　2. AMOLED
　　　2.1 動作原理と発光効率
　3. マイクロLED
　　　3.1 マイクロLEDの定義
　　　3.2 FPDの課題とマイクロLEDの特徴
　　　3.3 マイクロLED実用化への課題
　4. 量子ドットと量子ドットLED
　　　4.1 量子ドット（Quantum Dot：QD）とは
　　　4.2 量子ドットによるTFT-LCDの広色域化
　　　4.3 量子ドットLED
　　　4.4 QLEDに対する著者所見
　5. 電子ペーパ（EPD）

Chapter３ 進化を続けるTFT-LCD

　1. 8K TFT-LCD TV
　　　1.1 背景
　　　1.2 要素技術
　　　　　1.2.1 Backlight Master Drive
　　　　　1.2.2 画質プロセッサ
　　　1.3 画質に対する5つの要素と組み合わせによる画質の向上
　　　1.4 高解像度，高輝度，高コントラストの新しい画質生成
　　　1.5 結論
　　　1.6 著者所見
　2. 有機TFT駆動フレキシブルTFT-LCD
　　　2.1 FlexEnable社とOLCD
　　　2.2 OLCDの材料と加工技術
　　　　　2.2.1 材料
　　　　　2.2.2 製造工程
　　　2.3 プロトタイプ
　　　2.4 パートナーシップ
　　　2.5 著者所見
　3. フルカラー反射型TFT-LCD
　　　3.1 フルカラー反射型TFT-LCDの特徴と用途
　　　3.2 新規フルカラー反射型TFT-LCDの開発
　　　　　3.2.1 新規反射型ディスプレイのデバイス構造と要素技術
　　　　　3.2.2 LCDモードの設計
　　　　　3.2.3 シミュレーション結果と測定結果
　　　　　3.2.4 低消費電力の実現
　　　　　3.2.5 プロトタイプ
　　　　　3.2.6 インパクト
　　　3.3 著者所見
　4. SID2019展示会から
　　　4.1 mini LEDと量子ドット（QD）を用いたUHD 4K HDC LCD
　　　4.2 レーザーバックライト用いた8K TFT-LCD
　　　4.3 ワイヤグリッド偏光板を用いたミラーディスプレイ
　　　4.4 反射型カラーTFT-LCD
　5. スマートデバイスとディスプレイ
　　　5.1 スマートデバイスとは
　　　　　5.1.1 スマートフォン・タブレット・スマートウォッチ
　　　　　5.1.2 スマートグラス
　　　　　5.1.3 スマートテレビ
　　　5.2 スマートデバイス用ディスプレイ
　　　　　5.2.1 スマートフォンおよびタブレット
　　　　　5.2.2 スマートウォッチ
　　　　　　　　5.2.2.1 AMOLED
　　　　　　　　5.2.2.2 TFT-LCD
　　　　　　　　5.2.2.3 EPD（電子ペーパー）
　　　5.3 おわりに

Chapter４ OLEDの進展を支える高機能材料と製造技術

　1. 基板およびカバーウィンド材料
　　1.1 日本電気硝子社の超薄板ガラス
　　　　1.1.1 超薄板ガラス「G-Leaf®」
　　　　1.1.2 超薄板ガラス－樹脂積層体「Lamion®」
　　1.2 ダイセル社のスーパーフレキシブルガラス樹脂複合材料
　　1.3 東レ社の透明アラミドフィルム
　　1.4 他のガラスメーカ―の動向
　　1.5 タッチパネルのOn-Cell化
　2. バリアフィルム＆封止材料
　　2.1 フレキシブルOLED用耐熱バリアフィルム
　　2.2 OLED用ラミネート封止技術
　3. Light Polytmers社のOLED用塗布型円偏光板
　　3.1 OLED用円偏光板
　　3.2 液晶の種類
　　3.3 リオトロピック液晶プロセス
　　3.4 偏光板の種類と化学的比較
　　3.5 結論
　　3.6 著者の所見
　4. 堅牢性と曲げ性を有するフレキシブルOLEDディスプレイ
　　4.1 背景と目的
　　4.2 課題と対策
　　4.3 低ヤング率のカバーフィルム
　　4.4 構造と仕様
　　4.5 まとめ
　　4.6 著者所見
　5. 1.2μmの解像度を有するG6用露光機
　　5.1 背景と目的
　　5.2 新規露光装置の概要と設計
　　　　5.2.1 解像度の改善法
　　　　5.2.2 新規解像度1.2μm装置のコンセプト
　　5.3 新規ブロードバンドDUV光源
　　5.4 露光モードの選択
　　5.5 E813Hとの互換性
　　5.6 テスト露光結果
　　5.7 まとめ
　　5.8 著者所見
　6. 有機イメージセンサを組み込んだOLEDディスプレイ
　　6.1 はじめに
　　6.2 フロントプレン技術
　　　　6.2.1 OLEDとOPDのデバイス構造
　　　　6.2.2 画素部の有機層の構成
　　　　6.2.3 OPDの特性
　　6.3 バックプレーン技術
　　　　6.3.1 駆動方法
　　　　6.3.2 Idling Stop（IDS）駆動®
　　6.4 迷光対策
　　6.5 仕様と応用
　　6.6 まとめ
　　6.7 著者所見
　7. インクジェット印刷とOLED
　　7.1 インクジェット印刷
　　7.2 インクジェット印刷によるOLED
　　　　7.2.1 JOLED社のOLED
　　　　7.2.2 BOE社のPrinted OLED
　　　　7.2.3 CSOT社の31” 4K IJP OLED
　　　　7.2.4 Visionox社の車載用フレキシブルAMOLED
　　7.3 インクジェット印刷OLEDの課題

Chapter５ マイクロLEDはどこまできたか

　1. 実用化されているマイクロLED
　　1.1 クリスタルLEDディスプレイシステム
　　1.2 マイクロLED
　　1.3 マイクロIC駆動アクティブマトリクス
　　1.4 継ぎ目のないタイリング
　　1.5 まとめ
　　1.6 著者所見
　2. マイクロLED製造技術
　　2.1 Veeco社のマイクロLED製造技術
　　　　2.1.1 結論
　　2.2 Aledia社のマイクロLED製造技術
　　　　2.2.1 Aleldia社製マイクロLEDの構造と特徴
　　2.3 窒化ガリウムマイクロLEDの発光効率を低電流密度で5倍に高効率化
　　　　2.3.1 経緯
　　　　2.3.2 研究の内容
　　2.4 著者所見
　3. フレキシブルマイクロLEDのデバイス構造と製造工程
　　3.1 はじめに
　　3.2 背景
　　3.3 コンセプト
　　　　3.3.1 マイクロLED用光源
　　　　3.3.2 色変換技術
　　　　3.3.3 マイクロLEDの構造
　　　　3.3.4 マイクロLEDチップと特性
　　　　3.3.5 Partial and Selective Laser Lift Off（PSLLO）
　　　　3.3.6 Bump Penetration Electric Bonding（BPEB）
　　　　3.3.7 Metal-Coated deep Fluorescence Cell（MCFC）
　　　　3.3.8 フレキシブル色変換層
　　　　3.3.9 フレキシブルマイクロディスプレイ
　　3.4 結論
　　3.5 著者所見
　4. マイクロLEDモジュール
　　4.1 はじめに
　　4.2 異種統合技術（Heterogeneous Integration Technology）
　　4.3 パルス幅変調技術
　　　　4.3.1 アナログ駆動とデジタル駆動
　　　　4.3.2 パルス幅変調（Pulse Width Modulation：PWM）
　　4.4 シリコン上マイクロLED（μLEDoS）と市場
　　4.5 JDCのプラットフォーム技術
　　4.6 結論
　　4.7 著者所見
　5. SID2019に見るマイクロLED
　　5.1 はじめに
　　5.2 高効率技術
　　　　5.2.1 マイクロレンズアレイ
　　　　5.2.2 InZnOカソードMO-OLED
　　5.3 著者所見

Chapter６ 量子ドットとQD LED

　1. Cdフリー量子ドット
　　1.1 昭栄化学工業社
　　1.2 高性能Cdフリー量子ドットの開発
　　1.3 カドミウムや鉛を含まない量子ドット緑色蛍光体を開発
　2. 量子ドット（SID2019から）
　　2.1 Nanosys社のQDEF（Quantum Dot Enhancement Film）
　　2.2 量子ドットの特徴
　3. 量子ドットによるLED（QD OLED）
　　3.1 CdフリーQD LED（Nanosys社＆LG Display社）
　　3.2 鉛（Pb）フリー青色LED
　　　　3.2.1 はじめに
　　　　3.2.2 0D Cs3Cu2I5の材料設計
　　　　3.2.3 0D Cs3Cu2I5の光学的性質
　　　　3.2.4 0D Cs3Cu2I5の応用
　　　　3.2.5 今後の展開
　4. 著者所見

Chapter７ 車載用HMIデバイスと進展を支える高機能材料

　1. 車載HMI（Human Machine Interface）デバイス
　　1.1 ディスプレイ
　　　　1.1.1 インストルメント・クラスタ/センター・インフォメーション用ディスプレイとは
　　　　1.1.2 要求仕様と開発動向
　　　　1.1.3 ディスプレイ技術の新規応用
　　　　1.1.4 German Spec V5
　　　　1.1.5 ディスプレイ技術
　　　　1.1.6 ディスプレイサイズと形状
　2. ディスプレイ用LSI
　3. 電子ミラー
　　3.1 3M社の電子ミラー
　　　　3.1.1 電子ミラー（e-Mirror）の構成と機能
　　　　3.1.2 フィルムの光学性能
　　　　3.1.3 「ミラーモード」における反射像（表面の平坦性）
　　　　3.1.4 「表示モード」での表示画像
　　　　3.1.5 自動車環境における耐久性
　　3.2 ロームの電子ルームミラー向けディスプレイコントローラ「ML86321」
　4. 入力デバイス
　　4.1 JDI社のLTPS TFT-LCDとIn-Cellタッチパネル
　　　　4.1.1 12.1型曲面ディスプレイ
　　　　4.1.2 10.2型ディスプレイ
　　　　4.1.3 パナソニック社の曲面タッチパネル
　　4.2 現状と展望
　5. 低反射化技術と材料
　　5.1 スモーク反射防止コート「SWART」
　　5.2 低位相差ポリカーボネートフィルム「CARBOGLASS C110C-LR」
　　5.3 高硬度ポリカーボネートフィルム「CARBOGLASS CMR110C」
　　5.4 AGC社のポリカーボネート事業
　6. イメージセンサ
　　6.1 車載用イメージセンサ
　　6.2 On Semiconductor社
　　　　6.2.1 車載イメージセンサ「AR0820」
　　　　6.2.2 「AR0820」と他社製品との比較
　　6.3 ソニー社の車載向けイメージセンサ
　　　　6.3.1 経緯
　　　　6.3.2 「IMX490」
　　6.4 凸版印刷社のオンチップカラーフィルター
　　　　6.4.1 オンチップカラーフィルター
　　　　6.4.2 技術ロードマップ
　　　　6.4.3 マイクロレンズの開発
　　　　6.4.4 次世代イメージセンサ技術の開発
　　　　　　　6.4.4.1 CIS向けカラーフィルターアレイ用低温硬化カラーレジスト
　　　　　　　6.4.4.2 ナノインプリント技術による波長センサ用プラズモンフィルター
　7. SID2019に見る車載用ディスプレイと部材
　　7.1 The 2019 Display Industry Awards
　　　　7.1.1 JDI社のCurved LCDs for Automotive Dashboards
　　　　7.1.2 Dexerials社のAR Films For Piano Black Design
　　7.2 車載用ディスプレイのデモ
　　　　7.2.1 AUO社
　　　　　　　7.2.1.1 12.3型Curved Cluster Display with Mini LED BLU
　　　　　　　7.2.1.2 2 in 1 Cold-Form Multiple Panel Lamination Cluster ＆ CID
　　　　　　　7.2.1.3 2 in 1 Multiple Panel Lamination Curved Cluster ＆ CID
　　　　　　　7.2.1.4 14.5型 In-cell Touch Curved CID
　　　　7.2.2 LG Display社
　　　　7.2.3 Tianmas社
　　　　　　　7.2.3.1 12.3型 Vertical Curved Cluster CID
　　　　　　　7.2.3.2 12.3型 Double Curve
　8. 著者所見

おわりに