フラットパネルディスプレイとは、ブラウン管に代わる、薄型で、平坦な画面の映像表示装置全般を指している言葉です。

フラットパネルディスプレイは、以前は一般的だったブラウン管ディスプレイに比べて、画面のゆがみが少なく、奥行きを必要としないというメリットを持っています。そのため、省スペースで大画面のディスプレイを設置することができます。

フラットパネルディスプレイが登場した初期の頃には、消費電力や輝度、発色、視野角、再現可能な色数、あるいは応答にかかる時間等といった技術的な課題がありました。しかし、今日ではそれらの課題は次々に克服されてきました。

フラットパネルディスプレイには、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電子ペーパー等があります。過去販売、開発されていたプラズマディスプレイ、電界放出ディスプレイ等もフラットパネルディスプレイです。テレビをはじめ、携帯電話、パソコンのディスプレイ、ノートパソコン、モバイルミュージックプレイヤー等にも使われ、多くの生活必需品ともいえる機器に搭載されており、今後ますますその用途は拡充することが期待されています。そのため、更なる大画面化、薄型化、低コスト化、高精細化、高輝度化、高色再現性等のニーズを満たすための技術開発が常に求められているのです。

➀液晶ディスプレイ
液晶に電圧をかけることによって、液晶の向きを変え、光が通過する量をコントロールし、画面に表示するというものです。液晶それ自体は発光しないため、表示部の後ろにバックライトを使用する仕組みのものと、周囲の光の反射光を利用する仕組みのものとがあります。（光学フィルムの項参照）
液晶ディスプレイには、主にＩＰＳ方式とＶＡ方式があります。ＩＰＳ方式のメリットは視野角が広く、色の変化、輝度の変化が少ないという点です。つまり斜めから画面を見てもきれいに見えるのです。
逆にデメリットとしては、ＶＡ方式に比べると黒部分の輝度がやや高いので、コントラスト差が少なく、白と黒との明暗の差が出にくいのです。
一方、パソコンでは多くの商品においてＴＮ方式が採用されています。こちらは比較的低コストであるために本体価格を安くできるうえに、応答速度が速いというメリットを持っています。しかし視野角が狭く色の変化が大きいのがデメリットです。

②有機EL
ELは発光ダイオードの一種で、発光体である薄い膜に電圧をかけると光を出します。発光体にジアミン類等の有機材料を使うものが有機ELです。ジアミンとは、白髪染めやヘアカラーら使われている化合物です。一方、硫化亜鉛等の無機材料を使うものが無機ELです。
有機ELは、無機ELよりはるかに低い電圧の直流電流で発光させることができるのが大きな特徴です。ブラウン管、液晶ディスプレイに続く第３のディスプレイとして、研究開発が進められ、製品化されています。
ELは低い電力で高い輝度が得られ、鮮明でキレのよい表示ができるのが特徴です。応答する速度も優れています。また液晶ディスプレイと違って、バックライト、カラーフィルター、偏光板等要らないため、薄型、低消費電力・低コスト化が見込めます
ただし、液晶ディスプレイに比べると有機ＥＬは耐久性に問題があり、耐湿性が弱いという課題もあります。そこで、それらに対応し得る新しい材料や技術に関する研究が進められています。

③電子ペーパー
電子ペーパーとは、紙と電子ディスプレイの両者のよさを兼ね備えたシートディスプレイのことです。いくつかの種類がありますが、電子泳動方式とツィストボール方式が代表的なものです。
電気泳動方式は、マイクロカプセルの中に着色オイルと顔料の粒子を入れ、電圧をかけると、顔料の粒子が移動します。その結果画面表示ができるというものです。
ツィストボール方式は、半球ごとに白と黒に塗り分けられた球形状の微粒子の向きを電界によってコントロールして、白と黒からなる画像を表示する方式です。どちらの方式においても、電子ペーパーは、デジタル端末というよりも、紙そのものという感触です。乾電池の電力で働き、構造がシンプルで薄いため、筒状に丸めたり、他の物に貼り付けたりすることもできます。

④プラズマディスプレイ
光が出る原理は蛍光灯に似ています。２枚のガラスの間に閉じ込めたヘリウムやネオン等のガスにプラズマ放電させ、紫外線を発生させます。その紫外線をガラス板の上に色分けして塗った蛍光体に照射して、発光させるディスプレイです。
他の方式に比べるとコントラストが高く、視野角が広いので、大型のテレビモニターや屋内の表示板に使われています。ただし、どうしても高い電圧が必要であることと小型化することが難しいために、携帯用のモバイルには向いていません。


【補足説明】　～プラズマ～
一般的に物質の温度を上げると固体から液体、液体から気体へと状態が変化しますが、気体の温度をさらに上げたり、電界をかけたりすると電離という現象が起こり、中性分子と正イオン、電子が混在した非常に活性化した状態になります。これが物質の第４状態であるプラズマです。
身の回りにはいろいろなプラズマがあります。たとえば自然界では太陽やオーロラ、稲妻等、身のまわりでは蛍光灯やろうそくの炎、そしてプラズマテレビ等が挙げられます。
プラズマには粒子すべての温度が高い高温プラズマと、電子温度だけが高い低温プラズマとがあります。高温プラズマは、エネルギーを作るプラズマとして核融合やアーク放電（溶接、切断、溶射）に使われ、低温プラズマは、産業応用プラズマとして半導体づくりのための微細加工、薄膜の合成、表面の加工、殺菌等に使われます。

【補足説明】　～コントラスト～
　画面や画像を表示した際の明暗の差のことを言います。明暗の差が大きいほどコントラストが高いという表現をし、コントラストが高いとは、つまりシャープでくっきりとした状態のことです。


⑤電界放出ディスプレイ
光が出る原理はブラウン管と同じです。陰極から出る電子ビームを対面上の蛍光体に照射すると発光するという仕組みです。薄型化が可能なディスプレイです。
最近では、電流量が大きくとれるカーボンナノチューブが注目されています。カーボンナノチューブは、その名のとおり、炭素原子が網目のように結びついて筒状になったモノで、直径はナノメートル単位ととても細く、人の髪の毛の５万分の１の太さです。

ここで、フラットパネルディスプレイ、特に液晶ディスプレイに関連のある薄膜トランジスタについて解説します。

薄膜トランジスタとは、ガラスの基板の上にアモルファスシリコン等で構成された薄型のトランジスタのことです。液晶パネル等に使われています。アモルファスシリコンとは、原子の配列が結晶のような規則性をもたない半導体の１つです。
薄膜トランジスタの液晶は、アクティブマトリクス方式という薄膜状に加工されたトランジスタを用いるタイプのもので、パソコンの液晶ディスプレイの多くに採用されており、現在の液晶パネルの主流の方式となっています。

この方式では、画面を構成するドットごとにトランジスタが表示をコントロールしています。そのため、均一でムラのない表示をすることができるのです。また、応答速度が速く、コントラストも高く、しかもトランジスタの電圧を変えることによって画面の明るさを調整することも容易です。

大画面のディスプレイに用いても画質が劣化せず、視野角もきわめて広くすることが可能です。

液晶に含まれる成分として、アモルファスシリコンが使われることが多いですが、最近では、より高品質な素材として、多結晶シリコンが用いられる場合もあります。アモルファスシリコンは量産することがたやすく、そのために様ざまなサイズのパネルを製造することを可能にしていますが、多結晶シリコンはアモルファスシリコンに比べて電子の移動速度が100倍以上という特性を誇っています。そのたる表示の応答やコントラストの面で優れていると言えます。