有機EL
有機EL（Organic EL：Organic Electroluminescence）は、有機化合物を用いた発光層に電圧を印加し、電子と正孔が再結合することで光を放出するディスプレイ技術である。従来のLCDに比べてバックライトを必要とせず、色再現性やコントラスト比、応答速度などの面で優位性を持つ。スマートフォンやテレビなどの民生機器から、自動車ディスプレイや照明など多様な用途に広がっており、薄型・軽量化と高品位な映像表現を両立する次世代ディスプレイとして注目されている。
概要
有機ELは、電圧印加によって発光材料中の電子と正孔を再結合させ、その際に放出されるエネルギーを可視光として取り出す仕組みである。具体的には、アノード・発光層・カソードなど複数の有機材料層を積層し、これらを封止してデバイスを構成する。自発光型のためバックライトが不要で、視認性の高さ・広視野角といった特長を持つ。また、材料やプロセスの改良により、フレキシブル基板への実装や大画面化も可能となり、新たな用途拡大が期待される。
発光の仕組み
有機ELの発光原理は、低分子あるいは高分子の有機材料に電流を流すと、電子(negative charge)と正孔(positive charge)が発光層で再結合し、励起状態から基底状態へ戻る際に光を放出するというものである。発光効率や寿命は発光材料の選択、キャリア注入層・輸送層の構成、封止技術などによって大きく左右される。色再現性を高めるには、RGB(赤・緑・青)各色に適した発光材料を用いたり、白色有機ELにカラーフィルタを組み合わせたりする方式がある。
主な方式
有機ELには大きく分けて低分子系と高分子系(PLED)がある。低分子系は真空蒸着などの技術を用いて発光層を形成し、高画質・高信頼性が得られる一方で装置コストが高い傾向がある。高分子系はインクジェットやスロットダイコーティングなどの印刷技術を活用でき、生産性の向上や大面積化が期待される。また、駆動方式としては、TFT基板上にドライバを形成し各画素を制御するアクティブマトリクス方式が主流で、テレビやスマートフォンに多く採用されている。
利点と課題
有機ELの利点としては、高コントラスト比による深い黒表現、広視野角、薄型・軽量設計、応答速度の速さが挙げられる。また、自発光であることから消費電力の低減が見込め、バッテリー駆動の携帯機器との相性が良い。一方、課題としては、青色発光材料の寿命や焼き付き(画面の同じ部分を長時間表示した際の輝度劣化)などがあり、長寿命化と大画面化へのさらなる研究開発が求められている。製造コスト削減のための印刷技術や封止技術の進歩も欠かせない。
応用分野
テレビやスマートフォン向けのディスプレイ用途に加え、有機EL照明としてインテリアや自動車内装への活用も進んでいる。フレキシブル基板に対応できるため、ウェアラブル機器や折りたたみ型スマートフォンなどの次世代プロダクトに応用できる可能性が高い。さらに、透明ディスプレイや車載ディスプレイ、マイクロOLED(AR/VR向け)といった新市場にも研究開発が活発であり、今後の技術進化によって市場拡大が見込まれている。