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LCD照明用技術開発の集積

  • Technological Lighting Exploitations for LCD
(2006年『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―』普及版)

商品コード: B0986

  • 監修: カランタル カリル(Kalil Kalantar)
  • 発行日: 2011年12月
  • 価格(税込): 4,320 円
  • 体裁: A5判,248ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0470-0

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刊行にあたって

 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


<普及版の刊行にあたって>

 本書は2006年に『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―』として刊行されました。普及版の刊行にあたり,内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりませんので,ご了承ください。

2011年12月  シーエムシー出版 編集部

著者一覧

カランタル カリル  (現)GLOBAL OPTICAL SOLUTIONS (グローバル・オプティカル・ソリューションズ) 研究開発部 主席研究員
前川 敬   (現)富士通化成(株) モールドテクノロジー統括部 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   (現)電気通信大学 先進理工学専攻 准教授
板東完治   (現)日亜化学工業(株) LED技術本部 本部長
赤星 治   東北デバイス(株) 取締役副社長&COO
       (現)(株)アイエスジェー 代表取締役
倉地与志也  (現)三菱レイヨン(株) 中央技術研究所 樹脂開発センター 横浜グループ グループリーダー
清水 稔   (現)三菱レイヨン(株) 中央技術研究所 樹脂開発センター 横浜グループ 副主任研究員
濱田雅郎   三菱レイヨン(株) 情報材料生産技術部 担当部長
       (現)MRCコンポジットプロダクツ(株) 技術統括部 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
       (現)三井化学(株) 機能樹脂事業本部 機能性ポリマー事業部 課長
小林敏幸   (株)シーエムシー出版 編集部 部長

執筆者の所属表記は,注記以外は2006年当時のものを使用しております。

目次

【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 
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 
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 
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 
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 
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 
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 
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 I」
3.2 「FLLCD II」
3.2.1 「FLLCD II」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
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 
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 
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 
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 
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 
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 
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 
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 
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 
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 
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-N 865の特性
5. 導光板グレード アクリペットの物性
  
第2章 集光フィルム 
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3章 バックライト用反射シート 
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4章 バックライト用ランプリフレクター 
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】 
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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