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量子ドット・マイクロLEDディスプレイと関連材料の技術開発

量子ドット・マイクロLEDディスプレイと関連材料の技術開発

~Technical Development of Quantum-dot・Micro LED Display and their Material~

ご案内

 溶液中で数ナノメートルまでナノコロイド化した半導体量子ドットは、1990年代から合成・評価技術やその応用に関する研究が盛んになり、主に基礎物性評価や量子論的な原理解明、バイオイメージング用途での研究開発が進められてきた。近年では、ディスプレイや照明といった新しい発光素子用途への市場展開が期待されるようになり、更なる研究開発の盛り上がりを見せている。特に、この20年ほどの間で進展してきた液相合成手法やフィルム化の目覚ましい発展により、半導体量子ドット自体の結晶構造や有機配位子だけでなく、量子ドット中の原子数に至るまでの精密な制御技術が可能になってきた。そのため、「ナノ粒子科学」と呼ばれる新しい学問分野が発展してきて、量子力学に基づいたバンド理論だけでなく、半導体量子ドットの組成・構造とその光学・電気物性や機能相関を議論できるようになってきた。
 一方、半導体量子ドットは従来の有機化学や無機化学で考えられてきた「原子」や「分子」という概念では理解できないことも多い。そのため、本書ではナノ粒子の科学および応用例としてディスプレイに特化して、その基礎や応用展開に注力した構成になっている。具体的には、原子とバルク材料の中間領域で特異的なバンドの形成やその光学特性、粒子間をホッピングするキャリア伝導機構、表面欠陥に由来する発光強度の低下など基礎的な学問や実用面で大きな課題となっている。これらの内容を総合的に網羅して、多くの学生やアカデミアの研究者、企業の開発者などに理解して頂くために編まれたものである。近年では、本書で取り上げたディスプレイ用途以外にも、照明やバイオイメージング、薄膜太陽電池などの展開も更なる進展を見せており、世界中で急速に研究が進展し、今後の飛躍的な発展が期待される新材料であると言える。
 本書では、コロイド半導体量子ドット・マイクロLED ディスプレイの基礎から応用展開・市場動向について、本分野で日本を代表する研究者に解説して頂いた。これらの分野は特にディスプレイの高精細化が求められている昨今では重要な技術となっており、紙面の都合で全てを網羅できている訳ではないが、ナノ粒子に関連する方だけでなく幅広い読者にも興味を持って読んでいただけるのではないかと思う。最後に、大変お忙しい中にも関わらず、本書に素晴らしい記事を寄稿して頂きました先生方に、編者を代表して御礼申し上げます。

福田武司 (埼玉大学)

目次

第1章 量子ドットの概要

  • 1 コロイド量子ドット発展の歴史
    • 1.1 コロイド量子ドットの基礎
    • 1.2 コロイド量子ドットに関連する研究論文件数から見える研究動向
    • 1.3 本格的な実用フェーズを意識した研究開発の進展
  • 2 コロイド量子ドットの用途展開
    • 2.1 コロイド量子ドットの幅広い用途展開
    • 2.2 コロイド量子ドットを利用したディスプレイ
  • 3 高精細なディスプレイに求められる特性
  • 4 まとめと今後の展望

第2章 低毒性元素からなる多元金属カルコゲニド半導体ナノ粒子の合成と光機能

  • 1 はじめに
  • 2 AgInS2およびZnS-AgInS2固溶体ナノ粒子の液相合成と光学特性
  • 3 多元半導体ナノ粒子のサイズ・形状・組成に依存する光触媒活性
  • 4 多元半導体ナノ粒子の光電気化学特性と量子ドット増感太陽電池への応用
  • 5 生体分子マーカーおよび生体イメージングのための多元半導体ナノ粒子
  • 6 おわりに

第3章 薄膜型デバイスへの応用

  • 1 序論
  • 2 量子ドット発光素子の概略
  • 3 InP/ZnS量子ドットにおける有機配位子の制御技術
  • 4 QLEDの作製方法
  • 5 マルチシェルコーティング技術を利用した高効率化
  • 6 おわりに

第4章 量子ドット・ロッドの概要とディスプレイへの応用

  • 1 量子ドットの光学特性
  • 2 有機蛍光体との比較
  • 3 次世代放送規格
  • 4 ディスプレイの技術トレンド
  • 5 色の表現方法と再現範囲
  • 6 ディスプレイへの応用方法
  • 7 量子ドットの問題点
  • 8 量子ロッドの概要
  • 9 量子ロッドの特性
  • 10 合成方法
  • 11 応用

第5章 シリコンナノ結晶

  • 1 はじめに
  • 2 シリコン量子ドットの作製
  • 3 発光特性
  • 4 シリコン量子ドット-ポリマーコンポジット
  • 5 光・電子デバイス,バイオ応用
  • 6 おわりに

第6章 Micro LEDと量子ドットの動向

  • 1 概要
  • 2 有機ELの次へ,進化する量子ドットとマイクロLED
  • 3 量子ドットは第2フェーズ,Cd対応で分かれる戦略
  • 4 オール印刷,有機EL代替を目指すQLED
  • 5 ポスト液晶/有機ELと目される「マイクロLED」
  • 6 塗り変わるディスプレイのロードマップ
  • 7 ディスプレイの全領域をカバーするLEDディスプレイ
  • 8 “Small pitch LED”が市場に出始めた
  • 9 期待される“Micro LED”
  • 10 SONYのCrystal LED Display
  • 11 マイクロLEDに続々参入 加速する提携と,激化する競争
  • 12 マイクロLEDのインパクトと課題
  • 13 日本のものづくりの頂点を極めるレーザーバックライト,コモディティー化する量子ドット ~IDW’15報告~
  • 14 量子ドットが巻き起こす色域拡大競争 (2015年) Cd対応,既存技術との駆け引きが行方を左右
    • 14.1 概要
    • 14.2 量子ドットの技術,ビジネスを議論
    • 14.3 量子ドット技術の可能性
    • 14.4 量子ドットのビジネスの可能性
    • 14.5 量子ドットはSHVの広色域を実現する最有力候補となるか
  • 15 SID2016 (第2フェーズに入った量子ドット)

第7章 量子ドット・マイクロLEDディスプレイおよび関連材料の技術開発

  • 1 はじめに
  • 2 量子ドットLED
    • 2.1 ITU-R BT-2020
    • 2.2 TFT-LCDテレビの高コントラスト化技術
    • 2.3 量子ドットによるTFT-LCDの広色再現化
    • 2.4 量子ドットLED
    • 2.5 QLEDのEQE推移
    • 2.6 QLEDに対する著者の考え
  • 3 マイクロLED
    • 3.1 マイクロLEDの作製方法と課題
    • 3.2 実用化事例
    • 3.3 SONY Crystal LEDディスプレイシステムとは
      • 3.3.1 特徴
    • 3.4 LEDマイクロディスプレイ
      • 3.4.1 OLEDマイクロディスプレイの特徴と課題
      • 3.4.2 画素回路の設計と駆動方法
      • 3.4.3 能検証
      • 3.4.4 新規開発M-OLED
      • 3.4.5 今後の展望
  • 4 おわりに

執筆者

福田 武司

埼玉大学
大学院 理工学研究科
物質科学部門

助教

鳥本 司

名古屋大学
大学院 工学研究科
応用物質化学専攻

教授

亀山 達矢

名古屋大学
大学院 工学研究科
応用物質化学専攻

助教

桑畑 進

大阪大学
大学院工学研究科
応用化学専攻

教授

長谷川 雅樹

メルク 株式会社
パフォーマンスマテリアルズ先端技術事業本部
量子材料応用技術開発ラボ

マネージャー

杉本 泰

神戸大学
大学院 工学研究科

助教

北原 洋明

テック・アンド・ビズ 株式会社

代表取締役

鵜飼 育弘

Ukai Display Device Institute

代表

出版社

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お問い合わせ

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体裁・ページ数

A4判 並製本 121ページ

ISBNコード

978-4-904482-44-5

発行年月

2018年3月

販売元

tech-seminar.jp

価格

70,000円 (税別) / 77,000円 (税込)

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