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薄型テレビ(有機EL・液晶)のおすすめと人気売れ筋ランキング

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有機ELの各種材料やキーテクノロジーやメーカーなど・技術動向は?

国産の有機ELとしてはソニーとパナソニックの有機EL事業を統合させたJOLED(ジェイオーレッド)が希望の光となっていますが、有機ELのキーテクノロジーは現在いったいどんな状況になっているのでしょうか。

それぞれの材料ごとに動向をまとめてみます。

有機EL発光材料

有機EL発光材料では蛍光材料を第1世代、燐光材料を第2世代と呼びます。蛍光材料は電力の25%しか光に変換できませんが、燐光材料では100%の変換が可能になります。

蛍光材料にはRGB(赤緑青)の3原色が揃っていますが、燐光材料では赤緑の2色はありますが青色が未だ実用化されていないため蛍光材料が一般に使われています。ただ、燐光材料には希少金属のイリジウム、プラチナ等の金属錯体が使われていて、コストのかさむ要因になっています。

そこで注目を集めているのがドイツのサイノラ社で、第3世代と言われる熱活性化遅延蛍光(TADF:Thermally Activated Delayed Fluorescence)材料を青色の発光材料として実用化する動きが出ています。

燐光材料と同等の100%の光変換効率を示すもので、消費電力を大幅に削減し、安価な銅を使うことと相俟ってコスト削減に大いに貢献するものです。サイノラ社に対しては韓国サムソン、LGの2社が強力に資本支援をしています。

TADFは九州大学安達教授の開発した技術で、その発展形として第4世代の技術に位置づけられるスーパーフルオレッセンス(超蛍光)が現在実用化に向けて開発推進されています。

その担い手として九州大学発のベンチャーKyuluxが既存の蛍光発光材料に添加剤としてTADF材料を加えることで、既存のすでに優れた寿命や発光波長を実現している蛍光発光材料の性能を飛躍的に高められることを示していて、今後の発展が期待されます。

更に、有機ELの次世代と言われる量子ドット材料を用いたQLEDも視野に入れて開発活動を推進している同社は次代を担う有力ベンチャー企業と目されています。

発光材料と主要メーカー

1 蛍光材料(主要メーカー:出光興産)
2 燐光材料(主要メーカー:UDC;Universal Display Corporation[米国])
3 TADF(熱活性化遅延蛍光)材料(主要メーカー:Cynora[ドイツ])
4 超蛍光(スーパーフルオレッセンス)材料(主要メーカー:Kyulux[日本])

TFT用半導体材料

有機ELディスプレイは液晶ディスプレイと同様、フラットパネルディスプレイとしての特性上、発光素子が平面に薄く広く展開するアクティブマトリクス型として構成されています。平面状に配置された多数の画素には薄膜トランジスター(TFT:Thin Film Transistor)が組み込まれており、TFTの特性がディスプレイの表示特性に大きな影響を与えます。

1 アモルファスシリコンTFT(a-Si TFT)

半導体として非晶質のシリコンを用いたTFTで、真空蒸着装置を使い、プラズマ化学気相堆積法(PECVD:Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)、スパッタ法を用いて350℃以下で製作します。電荷移動度はそれ程大きくないが大面積に形成できるため、現在の大型ディスプレイ用TFTの主流となっています。

2 低温ポリシリコン TFT(poly-Si TFT)

PECVD法によって堆積させたa-Si膜をエキシマレーザーなどを用いて再結晶化させる低温ポリシリコンTFTが現在は主流です。100㎠/Vs以上の高い電荷移動度を持ち、周辺回路も基板上に集積できる為、ディスプレイの小型化、低価格化に有効ですが、大型ディスプレイ用には製造装置が大型になります。大面積に形成した場合に特性が不均一になるのが課題です。

3 酸化物 TFT(IGZO)

代表的な材料として、多結晶ZnO半導体やアモルファスIn-Ga-Zn-O(インジウム・ガリウム・亜鉛酸化物)半導体がありますが、真空蒸着装置によるスパッタ―法で大型ディスプレイ用としてa-IGZO TFTを構成するのが主流となっています。最近は、高い生産効率と低コスト化を目指して、塗布可能な酸化物半導体の実用化を目指した開発が進められています。
プラスティック上に形成した透明アモルファス酸化物半導体の開発により、フレキシブルディスプレイへの応用検討が推進されています。a-IGZO TFTは低温ポリシリコンTFTよりも均質で電荷移動度も高く、大型ディスプレイ用に将来有望です。

4 有機TFT

有機TFTは室温において、塗布で形成可能という特徴を持っており、シリコンや酸化物半導体と比較して柔軟性があり、衝撃に強いという特性があります。プラスティック基盤を用いたフレキシブルディスプレイ用の半導体として有望です。半導体を溶液状にすることで、スクリーン印刷法やインクジェット法等の印刷プロセスによって、低コストで大面積に形成できることに注目が集まっています。電荷移動度、大気安定性の改善が研究課題として取り組まれています。

TFT回路技術

1 トップエミッション+マイクロキャビティ―構造

ソニーは封止基板を接着剤で直接EL基板に張り付ける方式を開発して、封止側つまりトップ側からの光取出しを実現しています。
マイクロキャビティ構造はRGBの発光層の厚さをR,G,Bそれぞれの波長に合わせ、各層内での反射が強めあうように調整することで、光により急峻なスペクトルをもたせたものです。
この技術はJOLEDに引き継がれています。

2 ボトムエミッション構造

有機ELは水分や酸素に弱く、有機EL層の外気との遮断の為、金属カバーによる封止を行い乾燥剤や付加性ガスを封入していた為、TFT回路のない封止側から光を取り出すことができずにボトムエミッション方式が採られていました。

フレキシブル基板

有機ELは水分や酸素に弱く、従来のプラスティックの封止では浸入を防げなかった為、金属カバーかガラス基板を使わざるを得ませんでしたが、封止レベルの高いプラスティック(ポリイミド)の採用により実現されました。

1 ポリイミド樹脂フィルム:最近の開発で300℃以上の高い耐熱性とTFT構成プロセスとの親和性が高いこの樹脂を基板フィルムに適用するのが主流になっています。

2 ナノセルロースフィルム:開発検討中、封止レベルが高く極めてしなやか

ELパネル製造プロセス技術

(1)真空蒸着方式:旧来方式

1 真空蒸着装置(主要メーカー:キャノントッキ):サムソン、LG共に基幹生産設備として導入
している。
2 蒸着マスク(メタルマスク)(主要メーカー:大日本印刷)

(2)印刷方式

RGB印刷方式(JOLED)

今後の技術動向について

青色の発光を燐光材料で目指すUDC;Universal Display Corporation[米国]では発光色の最適化の調整が未完であることと、貴金属を使うコスト高の問題が未解決であることから、Kyuluxの超蛍光技術によって既存の蛍光材料(出光興産)の磨かれた寿命・発光波長の特性を存分に生かし、東レ・デュポンのポリイミド樹脂フィルムをフィルム基板に、JOLEDがRBG印刷方式で有機ELディスプレイを製造する構図が、再び日本の有機ELテレビを復活させる姿になることが期待されます。

HDRと4Kの違い・HDRの必要性 PS4で逆に画面が暗くなることも?

最近のテレビを語る上で欠かせない要素となっているのが「HDR」と「4K」。

「この2つは一体何が違うの?」

なんて思っている人もいると思います。今回はこの違いについて触れていきます。

そもそも比較対象ではないHDRと4K

HDRと4Kはテレビの映像の質を高める為の技術ということにおいて目的を同じくしますが、高める質の対象が異なるの優劣を比較することはできません。

ではそれぞれどんな技術なのかということですが・・・

画面の明るさ暗さを細かくコントロールできるHDR

HDRはHigh Dynamic Range rendering(ハイダイナミックレンジ合成)の略で、ここでは画面の明暗の階調を1,024段階にコントロールする技術規格HDR10を指しています。

以前はテレビ画面の最高輝度が100 cd/㎡(1 cd/㎡は蝋燭一本の明るさ)程度であったCRTディスプレイの時代に設定された、明暗の階調を256段階としたSDR:Standard Dynamic Range(スタンダードダイナミックレンジ)という規格がありました。

最高輝度が1,000 cd/㎡を超える、明暗の差が大きく採れる液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイの登場に伴い表現能力を大幅に高めたのがHDR技術で、HDR10規格として制定されました。それを更に高めたHDR10+、Dolby Visionの導入検討も現在進められています。最高輝度を大幅に高めたテレビの表現能力を引き出す為にHDRは必須の技術となっています。

HDRについてもっと知りたい人は「テレビにおけるHDRとは?種類は?HDR10・Dolby Vision・HLGの違いは?」という記事にまとめましたのでこちらも参考にお願いします。

画面の細かさを表す4K

4Kと言うのは、画面を構成する画素の高密度化技術です。フルハイビジョンテレビ(フルHD)が縦1,920×横1,080=2,073,600画素であるのに対して、4Kテレビは縦3,840×横2,160=8,294,400画素と4倍の画素密度を実現しています。

ハイビジョンが放映開始された時「髪の毛の一本一本が繊細に映し出される…」と謳われたのに対して、4Kは更に緻密な表現力をテレビにもたらしたのです。

既存のライブラリーにあるDVD、BDのハイビジョン映像は4Kテレビに対して置いてけ堀を危惧される向きもあるかと思いますが、4Kテレビ、4K対応のレコーダー、プレーヤーにはアップコンバートと言う機能が装備されており、映像を4Kの8,294,400画素映像に変換してくれます。更にキメの細かいスムーズな映像で見ることができます。

今年12月BS、CSでの4Kによる実用放送が開始されますが、地上波デジタルでの実用放送に関する見通しの無いことが気に掛かります。東京オリンピックに向けた先走りの面があるのかもしれません。

4Kについては「フルHD・4K・8Kの違い・実用放送はいつから?」も参考にどうぞ。

HDRはテレビに必要なのか

細かな階調表現を可能とする技術なので結論から言えば必要だと思いますが、ゲーム機のPlayStation4ではHDRモードなのに画面が暗くなるケースが発生したようです。

参考:PS4のHDR画面はなぜ暗くなったのか?:gamesindustry.biz

単純にHDRが悪いというわけではなく、使っているディスプレイの最高輝度が低いことに原因があるように思います。

性能の問題では無いのですがこれから成熟していく技術でまだまだ改良の余地がありそうです。

メーカーによって違うHDRの質

2018年時点では「HDR10」という信号の入力に対応していて映像を表示できればHDRを名乗ることができ、明るさの表現力に関しては明確な基準がありません。

同じ「HDR」の表記でも実力には差があります。

HDRは必要な機能だとは思いますが、メーカーによる表現力の違いにも注目したいですね。

フルHD・4K・8Kの違い・実用放送はいつから?人間の目で違いは分かるの?

フルHD・4K・8Kの違い

これまでのテレビの歴史を振り返れば、2000年12月にハイビジョンテレビ放送が開始され、アナログテレビ放送が「地デジ放送」に全面移行したのが2012年3月でした。「髪の毛の一筋一筋が…」「女優の肌のキメ、色ツヤが露わに…」と精細度の高さ故のテレビ映りが大いに話題になりました。それが美しい映像表現のできるハイビジョン(HD)のスタートでした。

そして近年では4Kが登場するようになり、そして今後8Kも登場すると言われています。

ですが実際のところフルHD・4K・8Kって何が違うんでしょうか。今回はこの3つのちがいや今後の放送予定について触れてみたいと思います。

画素数が違う

まずはこちらの図をご覧いただきたいと思います。

フルHD→4K→8Kとだんだんと画像が細かくなっていっているのがわかると思います。

映像の最小単位である  pixel(ピクセル)が増えて映像の密度がアップしていっています。映像の緻密さが違うわけです。

  • フルHD→4Kで4倍
  • 4K→8Kで4倍

と緻密になっていきます。

なぜKがつくのか

Kは1000倍を意味するアルファベット。2の10乗である1024をKで表します。

ここで4Kと8Kの横ピクセル数をもう一度確認してみましょう・・・

  • 4K=3860ピクセル
  • 8K=7680ピクセル

ですね。

  • 3860≒4000→4K
  • 7680≒8000→8K

それぞれ4000、8000に近いということで4K・8Kと呼んでいるわけです。

1秒あたりの枚数も違う

映画が毎秒24枚の静止画から動画を構成するのと同様に、テレビの映像も毎秒60枚の静止画から動画を構成しています。

ここで4Kと8Kの違いですが、4KはHDと同じ毎秒60枚の静止画から成るのに対し、8Kは毎秒120枚での表現が可能です。更にキメが細かく、動きもとてもスムーズになっています。

4K・8Kの実用化はいつから?

両者の違いは凡そお分かり頂けたと思いますが、いつから実用になるのかが肝心です。4Kについてはディスプレイ、カメラ共に実用レベルのものが製品化されていますが、2018年12月に開始されるBS放送、110°CSは現行の衛星放送とは違う仕組みで放送される為、アンテナ、チューナーの更新が必要になるようです。

 

4K放送については環境が整いつつありますが、地デジでの実用化はまだ見通しが示されていません。対応製品もまだ発売されていませんので動向をよく見極めてからのご購入検討をお勧めします。

8Kテレビについては試験放送はありますが、テレビ自体の値段が現状では非常に高く、その違いを実感するためにも大型の画面が必要です。暫くはパブリックビューイング向けの域に留まるものと思われます。

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東京オリンピックを目指した期待の高まりの中で、やや走り過ぎの感が無きにしもあらずということで、美しい迫力のある映像を楽しみながらも、購入に関しては冷静な目が必要なようです。

人間の目で違いは分かるのか?

 

ちまたで議論されている4Kや8Kの違いについて。実際のところどうなのでしょうか。

4Kや8Kは確かに緻密さが向上していて実際に見比べてみると違いがわかりますが、あまりテレビから離れたり、画面のサイズが小さすぎたりするとなかなか判別がつきません。

画面サイズ

画面サイズ目安としては

  • フルHD 32インチ
  • 4K 40~50インチ
  • 8K 85インチ

ぐらいのようです。

大型のテレビを購入する予定が無いのなら別段4Kにこだわることはないと思います。

地上波デジタルを4Kテレビで見ることに意味はある?

画素の違いを表した図にも記載していますが、2018年時点で地上波デジタル放送の画質は4Kではありません。

BSやCSでの放送や、Ultra HD Blu-ray(レコーダーやケーブルも対応が必要)なら4Kを楽しむことができますが、地上波を見るときは全く意味が無いのでしょうか?

実はそういうわけでもありません。

アップコンバート機能

4Kテレビにはアップスケーリング機能というものが搭載されていて、現在の地上波の映像を4K相当で表示することが可能となっています。アップコンバートなので当然、本物の4Kまで画質は及びませんが4Kテレビの多くには「超解像技術」が搭載されています。

メーカーによって呼び方や技術に違いはあるようですが映像を補間することで緻密な映像を映し出してくれます。

地上波しか見ないという場合でもこうした技術を搭載した4Kテレビならメリットがありそうです。

40インチ以上なら4Kは検討の価値あり8Kはまだまだ先

というわけでフルHD・4K・8Kの違いについてまとめてみました。

画面の緻密さが

  • フルHD×4=4K
  • 4K×4=8K

となっておりフルHDと8Kでは16倍もの違いがありますが、違いを実感するにはある程度の画面サイズだったり、近距離での視聴だったりといった条件が必要です。

4Kや8Kのテレビを購入すべきかどうかですが・・・40インチ以上でこれからの買い替えなら4Kを検討する価値はありそうですね。8Kに関してはまだまだ様子見段階です。

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