LEDバックライティング技術

目次

総論　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
3.2.1　集光プリズムシート対応タイプ
3.2.2　TIRプリズムシート対応タイプ
3.2.3　携帯情報端末用途バックライト
4.　導光板の製造
4.1　射出成形方法
4.2　モニター用途導光板の成形方法
5.　水銀レスLEDバックライト
5.1　カーナビゲーション用7型バックライト
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1編　液晶ディスプレイ用LEDバックライト】

1章　バックライト光学（カランタル・カリル）

1.　はじめに
2.　バックライト
2.1　エッジライト型バックライト
2.1.1　導光板の種類
（1）　印刷素子の導光板
（2）　エッチング素子の導光板
（3）　光学反射素子の導光板
（4）　光学偏向素子の導光板
（5）　光学偏光素子の導光板
2.1.2　光整形素子
（1）　導光板内の光整形-入光面微小光学系
（2）　導光板内の光整形-インコヒーレント回折格子
2.1.3　光学フィルム
（1）　散乱光集光機能プリズム
（2）　光学全反射機能プリズム
2.2　直下型
2.2.1　底面照明ライトチャンバー
2.2.2　側面照明ライトチャンバー
3.　バックライト用光源
3.1　冷陰極管CCFL
3.2　熱陰極管HCFL
3.3　擬似白色LED
3.4　三原色LED
4.　ローカルディミング
5.　おわりに

2章　白色LED光源カーナビ用バックライト（カランタル・カリル，島袋憲児）

1.　はじめに
2.　バックライト
2.1　従来型バックライトの構造
2.2　CCFL光源
2.3　LED光源
2.4　高機能導光板
3.　白色LED光源バックライトの作製と評価
4.　おわりに

3章　産業用LEDバックライト（西村秀樹）

1.　はじめに
2.　各産業分野の市場動向
3.　LEDの種類とバックライトの構成
3.1　LEDの種類
3.2　LEDの特徴
3.2.1　点光源としてのLED
3.2.2　LEDの温度特性
3.2.3　LEDの駆動
3.3　バックライトの構成及び特徴
3.3.1　エッジライト型
3.3.2　直下型
4.　用途別によるLEDバックライトへの要求仕様と設計ポイント
4.1　産業用LEDバックライト
4.2　モバイル用LEDバックライト
4.3　テレビ用LEDバックライト
4.4　医療用，グラフィック用LEDバックライト
5.　まとめ

4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

5章　中空反射方式LEDバックライト（木下順一）

1.　はじめに
2.　BLU各方式の基本構造と特徴比較
3.　中空反射方式BLUの横方向の均一性
4.　中空反射方式BLUの厚さ方向の構造設計
5.　中空反射方式BLUの試作例
5.1　21" 型の中空BLUの試作例
5.2　32" 型の中空BLUの試作例
6.　おわりに

6章　蛍光体シート方式LEDバックライト（伊藤靖）

1.　はじめに
2.　蛍光体シート方式LEDバックライト
3.　蛍光体シート方式LEDバックライトの優位性
3.1　発光効率
3.2　色むら（蛍光体層厚みむら）
4.　蛍光体シート構造の光学設計
4.1　蛍光体シート方式バックライトに要求される光学特性
4.2　測定系の構築とサンプル作製
4.3　色度の視野角依存と青色光入射角依存
4.4　考察
4.5　拡散板の全光線透過率の影響
5.　おわりに

7章　LEDバックライトの測光・測色の基礎（大嶋浩正）

1.　はじめに
2.　測光の難しさ
2.1　波長的広がり
2.2　空間的広がり
2.3　時間的広がり
3.　分光分布から色度情報への変換
3.1　色度座標
3.2　相関色温度
3.3　カラーフィルタとバックライトの組み合わせ
3.4　色再現の評価（シミュレーション）

【第2編　液晶ディスプレイ用ダイナミックLEDバックライト】

1章　ラインディミング（1-D）

1.　時間・空間分割型バックライト―直下15型LEDバックライト，フィールド・シーケンシャル・カラーLCD―（岸本匡史，関家一雄，若生一広）
1.1　はじめに
1.2　フィールド・シーケンシャル・カラー方式
1.3　フィールド・シーケンシャル・カラー方式LCDの駆動方法
1.4　スキャニング・バックライト方式の駆動方法
1.5　分割スキャニング・バックライトにおけるLED点灯ダイアグラム設計
1.6　直下型LEDバックライトの構造と光学設計
1.7　直下型スキャニング・バックライトの15型FSC-LCDへの適用
1.8　おわりに
2.　フィールドシーケンシャルカラーOCB液晶ディスプレイ用時空間走査型バックライト（カランタル・カリル，岸本匡史，関家一雄，宮下哲哉，内田龍男）
2.1　はじめに
2.2　FSC LCD用走査型バックライトに対する要求
2.3　FSC LCD用走査型バックライトの実現
2.3.1　バックライトの構造
2.3.2　導光体間の光制御
2.4　結果
2.5　おわりに

2章　ローカルディミング（2-D）

1.　ローカルディミング技術（志賀智一）
1.1　はじめに
1.2　液晶ディスプレイの表示方式と画像適応表示方式による高画質・低電力化
1.3　アダプティブディミング方式
1.4　アダプティブディミング方式における各種調光パラメータと消費電力低減効果
1.4.1　調光制御方式依存性
1.4.2　分割数依存性
1.4.3　調光段階数依存性
1.4.4　発光プロファイル依存性
1.4.5　RGB独立制御
1.5　アダプティブディミング方式による低輝度階調特性の向上
1.6　おわりに
2.　ローカルディミング技術バックライティング（大島芳則，大田原一成）
2.1　はじめに
2.2　LED光源と液晶バックライト
2.3　ローカルディミングを構成するためのバックライト光学構造
2.4　ローカルディミング
2.4.1　基本原理
2.4.2　システム構成
（1）　バックライト構成
（2）　液晶セル
（3）　LED特性と駆動方法
（4）　LEDドライバ
2.4.3　センサ
2.4.4　映像信号処理
2.4.5　バックライトスキャン
2.5　まとめ
3.　High Dynamic Range（HDR）Spatial Modulated Liquid Crystal Displays（Han-Ping D.Shieh，Yi-Pai Huang，Guo-Zhen Wang）
3.1　Introduction of High Dynamic Range LCDs
3.2　Three Steps to Achieve High Quality HDR Images
3.2.1　Step-1：Color Backlight Adjustment―Ex：Segment Color Control（SCC）
3.2.2　Results of Color Backlight Adjustment
3.2.3　Step-2：Real-time Image Compensation―Blur Mask Approach（BMA）
3.2.4　Results of Real-time Image Compensation
3.2.5　Step-3：Color Model Mapping―Color Optimization Model（COM）
3.2.6　Results of Color Model Mapping
3.3　Summary

【第3編　バックライト用光整形技術】

1章　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）

1.　はじめに
2.　両面微小構造形成導光板を用いた高輝度バックライト
2.1　バックライトの構成
2.2　集光性高輝度導光板
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
3.　両面微小構造形成導光板を用いた高機能バックライト
3.1　導光板の構成
3.2　輝度分布のシミュレーション
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
4.　偏光性導光板を用いた高機能バックライト
4.1　導光板の構成
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
5.　積層型偏光導光板
5.1　導光板の構成
5.2　透過P偏光の再利用方法
5.3　解析結果
6.　まとめ
6.1　高輝度導光板
6.2　高機能導光板
6.3　偏光導光板の試作
6.4　新しい偏光現象の発見と導光板への応用
6.5　積層偏光導光板

2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の評価
4.　おわりに

【第4編　LED・EL光源】

1章　LCDバックライト用LED（神山博幸）

1.　はじめに
2.　LEDパッケージの変遷
3.　最新のLEDの特性
4.　内部量子効率の改善
5.　光取り出し効率の改善
6.　電流密度と電位障壁の低減
7.　視感度効率の改善
8.　蛍光体の塗布技術と色度ばらつきの改善
9.　LEDの信頼性の現状
10.　おわりに

2章　Evolution of LED Backlights for LCD TVs（Winfried Schwedler）

1.　Introduction
2.　Benefits of LED based backlights
3.　LED backlight principles
4.　LED Backlights-characteristics and features
4.1　Mixing area
4.2　Impact of efficiency on the LED count of BLUs
5.　LEDs for LCD backlights―specialties and novelties
5.1　LED chip technology：Thinfilm and ThinGaN（R）
5.2　Types of white LED
6.　Direct backlights
6.1　Direct backlight system setup
6.2　Direct backlighting with Golden DRAGON（R） ARGUS（R） RGB
6.3　Example：46" TV with Golden DRAGON（R） ARGUS（R） RGB direct backlight
7.　Direct LCD TV backlighting with red，green and blue Advanced Power TOPLED（R） Plus
7.1　Example：46" TV with RGB direct backlight with Advanced Power TOPLED（R） Plus RGB
8.　Direct LCD TV backlighting with white Advanced Power TOPLED（R） Plus
8.1　Example： 46" TV with RGB direct backlight with white Advanced Power TOPLED（R） Plus
9.　LCD TV backlighting with edge lit light guides
9.1　Two LED principles are possible
9.2　Different LED surface types
9.2.1　LEDs with flat outcoupling surface
9.2.2　LEDs with shaped lens
9.3　Various edge-backlighting solutions
9.3.1　Example：46" setup for two side edge backlight
9.3.2　Example：46" setup for one side edge backlight
10.　Conclusion and outlook

3章　有機EL光源の現状と展望（赤星治）

1.　はじめに
2.　OLEDの製法と基本特性
3.　光源としてのOLEDの現状
4.　光源としてのOLED
5.　バックライティングの課題
6.　おわりに

【第5編　LED実装技術と放熱機構】

1章　LEDバックライト用光源・部材（石川典彦）

1.　はじめに
2.　バックライトについて
2.1　バックライトへの要求性能
2.2　代表的なバックライトの構造
3.　光源（LED）
3.1　発光方式
3.2　パッケージ構造
3.3　出力タイプ
4.　部材
4.1　導光板
4.2　拡散板
4.3　光学シート
5.　おわりに

2章　高放熱性基板（米村直己）

1.　はじめに
2.　高放熱性基板（メタルベース基板）
2.1　メタルベース基板の基本構成
2.2　アルミベース基板の特徴及び用途
3.　高出力系LEDパッケージ
3.1　高放熱・高密度パッケージについて
3.2　PLCC樹脂パッケージ代替
3.3　COB用セラミックパッケージ代替
4.　おわりに

3章　LEDパッケージの設計，構造，組立技術（村上元）

1.　はじめに
2.　LED素子の構造
3.　LEDデバイスの発光と駆動回路
4.　LEDパッケージの種類
5.　LEDパッケージ組立技術
5.1　小電流LED用パッケージ基板（携帯電話などの小光源に使う構造）
5.2　中電流LED用銅リードフレーム（LEDバックライトに使う構造）
5.3　大電流LED用セラミック基板（自動車ヘッドライトなどに使う構造）
5.4　素子複合化やCOC化
6.　LEDパッケージの信頼性確認
7.　LEDパッケージ構成材料と選択
8.　おわりに

4章　基板へのLEDパッケージ実装技術（村上元）

1.　はじめに
2.　プリント基板への実装（フロー，リフロー）
3.　はんだ材料
4.　リフロー法の温度プロファイル
5.　チップLEDの最大応力点
6.　リード付きLEDデバイスのはんだ接合応力
7.　LEDデバイスの構成部品の伝導度比較
8.　LEDデバイスの線膨張係数比較
9.　LEDデバイス取り付け用メタル基板
10.　メタル基板へのLEDデバイス実装への注意点
11.　LEDデバイスの水分管理
12.　おわりに

【第6編　LEDバックライト用光学フィルムと光学用樹脂】

1章　LEDバックライト用輝度向上フィルム（榛澤文久）

1.　はじめに
2.　市場要求
2.1　高輝度化
2.2　大型化
2.3　薄型化
3.　解決手法と技術
4.　課題
5.　ノートブック用LCD向けLEDバックライト
6.　大型LCD用LEDバックライト向け光学フィルム
7.　おわりに

2章　LEDバックライト用プリズムシート（山下友義）

1.　はじめに
2.　屈折型プリズムシートを用いたBLシステム
3.　全反射型プリズムシート（Total Reflection Prism Sheet：TRPS）を用いたBLシステム
4.　プリズムシートに対する要求性能
5.　高輝度全反射型プリズムシート（YタイプTRPS）
5.1　高輝度TRPS
5.2　超高輝度TRPS
6.　TRPSを用いたLED高輝度バックライト技術
6.1　小型モバイル用TRPS
6.2　TRPSを用いたモバイル用LED-BLの開発
6.3　サーキュラー型TRPS-LEDバックライト
7.　おわりに

3章　バックライト導光板用PMMA材料（倉地与志也，清水稔，本吉正典）

1.　はじめに
2.　導光板の形状
3.　導光板の材質及び製造方法
4.　導光板への要求性能
4.1　透明性
4.2　熱変形
5.　導光板用PMMA材料
5.1　平板導光板用シート材料
5.2　平板導光板用押出シート向け成形材料及び射出成形用材料

【第7編　LEDバックライトの市場】

LEDバックライトユニットの市場（小林敏幸）
1.　バックライトの構成
2.　導光板
3.　LED光源と白色LEDの市場
4.　LEDバックライトユニットの市場とローカルディミング技術
5.　バックライトユニットメーカーの動向