有機ELディスプレイとは
有機ELディスプレイとは、有機EL (エレクトロルミネッセンス) の技術を利用した省電力・高輝度の新たなディスプレイです。
ジアミンやアントラセンなどの有機化合物は電圧を印加することで発光する分子として知られ、有機ELはこの性質を利用しています。従来の液晶ディスプレイと異なりバックライトが不要であるため、ディスプレイの薄型化を図ることができます。また蛍光体として無機物を使う場合と比べて、多彩なカラー表示が実現しやすいという特徴があります。
有機ELディスプレイの使用用途
有機ELディスプレイは従来の液晶ディスプレイに代わる新たな技術として様々な場面で活用されています。最も特徴的なのがテレビ用のディスプレイであり、薄型でありながら高輝度化を実現しています。
その他にも、スマートフォンのディスプレイとしても利用されています。薄型であることから、従来は実現できなかった折り曲げ可能なディスプレイの技術へのと応用などが進み、その結果、新たな性能や形状を備えたスマートフォンの実用化が進んでいます。
有機ELディスプレイの原理
有機EL (エレクトロルミネッセンス) とは、ジアミンやアントラセンといった有機化合物に電圧を印加することで発光する現象のことです。
有機ELディスプレイはこうした有機EL技術を利用したディスプレイの総称であり、低電力であっても高輝度の発光が得られること、従来の液晶ディスプレイと比べて薄型化を図りやすいことなどのメリットがあります。 液晶ディスプレイ (図1) および有機ELディスプレイ (図2) の概略図をそれぞれ示します。
図1. 液晶ディスプレイ (左) / 有機ELディスプレイ (右)
液晶は非発光性の材料なので、図1のように発光のためにバックライトを裏側から照射する必要があり、薄型化を妨げる要因となります。
また、カラー表示のために各画素にカラーフィルタが設けられます。 一方で、有機ELは自発光性の材料であり、バックライトは不要で、電圧を印加するのみで発光させることができるため、薄型ディスプレイの実現には有利です。
図2のように、外部へ光を取り出す側に透明電極を、発光層を挟んた対極側には反射電極を用います。透明電極を陰極、反射電極を陽極として、陰極にマイナス、陽極にプラスの電圧を印加し、陰極から電子を電子注入輸送層に、陽極から正孔を正孔注入輸送層にそれぞれ注入します。
注入された電子と正孔が発光層に達すると、キャリア (電子および正孔) の再結合が起こり、発光層の有機EL分子の電子エネルギー順位が基底状態から励起状態に遷移します。エネルギー準位は励起状態から直ちに基底状態に緩和し、その際にエネルギーを放出します。このエネルギーに由来する発光現象がEL (エレクトロルミネッセンス) であり、発光材料として有機化合物を用いるこの技術を、有機ELあるいはOLED (有機発光ダイオード) と呼びます。
カラー表示については、各画素の発光層に赤 (R) /緑 (G) /青 (B) の発光材料を用いる方式 (3色発光方式) と、無色 (白色) の発光層に対して液晶ディスプレイのようにカラーフィルタを組み合わせる方式 (白色+カラーフィルタ方式) などがあります。
消費電力や応答速度の面でも、従来の液晶ディスプレイよりも大きなメリットがあり、さらに湾曲型や折り畳み型など、自在に曲げられるディスプレイも登場しています。このようにして、現在は薄型テレビのみならず、スマートフォンなど様々なディスプレイの基盤技術として取り入れられています。