成果報告書詳細
管理番号20100000002199
タイトル平成19年度-平成21年度成果報告書 エネルギー使用合理化技術戦略的開発/エネルギー使用合理化技術実用化開発/省エネルギー超薄型大画面フィルム型自発光表示装置の研究開発
公開日2010/11/10
報告書年度2007 - 2009
委託先名篠田プラズマ株式会社
プロジェクト番号P03033
部署名省エネルギー技術開発部
和文要約 100型を超えるような超大画面薄型ディスプレイ市場が立ち上り始め、環境型ディスプレイやデジタルサイネージの新市場が成長すると期待されている。しかし既存方式を元にした大画面化では、サイズ拡大に伴う重量・エネルギー消費の増大が避けられず、これら問題を解決しなければ市場拡大できない。当社では、直径1mm程度の細長いチューブ状の発光素子に薄いフィルム状の電極シートを貼り付けることで100型以上の超大画面化が可能なプラズマチューブアレイ(PTA)を開発してきた。本共同研究では、このPTA技術を基に100型以上の超大画面ディスプレイにおける省電力化および、生産工場での製造エネルギー削減を目的とした。これまでの開発により、発光デバイス単体での発光効率は実用的な駆動条件で4 lm/W以上(従来の薄型ディスプレイの2倍以上)が得られているが、表示装置が大型化してくるとこのデバイス効率が生かせない課題があった。これに対し、大きな表示パネル容量に充放電する際の電力を回収する技術を改善し、駆動回路電力ロスを低減した。また、長い伝送線路においても電力損失の少ない電極フィルムを開発した。さらにデバイス製造工程における劣化が少ない蛍光体材料を開発して高輝度化した。以上のような電力有効活用、ロス低減および輝度改善を合わせて、表示装置の消費電力を大幅に削減し、単位画面当り150W/平米という従来型ディスプレイ比1/3を実現した。これら効果を3×2mディスプレイ試作により確認した。PTA生産工程では、これまでの開発により製造エネルギー消費の多い熱工程の数を、従来型ディスプレイ生産工程に対して1/3に低減していたが、製造装置は従来の大面積ガラス板を用いる薄型ディスプレイ向けの装置を流用していたため、十分な製造エネルギー削減ができなかった。これに対し、ガラス板を使わないPTAの特徴を生かした独自プロセス方式を開発し、熱工程でのプロセス効率を大幅に改善した。またPTAに必須の部材である電極フィルムと光学フィルターを複合化する事で、工程数を減らし製造エネルギー削減につなげた。以上から、従来型プロセス方式に比べて単位画面当り50kWh/平米という従来比1/10の省製造エネルギー化を実現した。
英文要約 An extra-large screen flat panel display (FPD) market beyond 100 inches diagonal begins to grow up, and new market of an environment display and digital-signage is expected. However, screen expansion using conventional display technology, it is very hard to solve the problem of increasing power consumption and weight with screen size expansion, and the new market will not grow without solving this problem. In our company, we had been developing a plasma tube array (called PTA) by sticking emissive tube elements which had 1 mm of diameter with thin film electrode sheet. In this joint study, we were aimed for power-saving in the extra-large screen displays more than 100 inches diagonal and the production energy reduction in the factory based on this PTA technology. With previous development, 4 lm/W of luminous efficacy (more than the double of the conventional FPD) of plasma tube device was provided in the practical drive condition, however, there was problem that the high luminous efficacy cannot be contributed in larger screen display system. To solve this problem, a technique of electric charge recycling in the charge-discharge with large capacitance for large display panel was improved, and the power loss in the drive circuit was reduced. The electrode film with small power loss in the long transmission line was developed. Furthermore, New phosphor material with small deterioration in the manufacturing process and luminance was increased. With these improvements of luminance and effective power use, the power consumption of the display unit was largely reduced, and 150 W/meter square of power consumption in unit screen size (1/3 of that of conventional display) was realized. These effects were confirmed by 3 x 2 meter square display trial manufacture. In the PTA fabrication process, the number of the heat process which consume much fabrication energy was reduced to 1/3 by previous development compare with conventional display fabrication process, however, because of temporary use of the production plant optimized for the conventional FPD, for the conventional large area glass plate, there was not enough production energy reduction. For this problem, the original process method utilized the characteristic of the PTA that did not use a glass plate, and the thermal efficiency of the heat process was largely improved. The number of steps for making the electrode film and the optics filter, which were indispensable for the PTA, were composed and reduced, and the reduction contributed to the production energy reduction. As above, Very low production energy of 50 kWh/meter square which was 1/10 of that of the conventional process.
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