有機EL技術入門

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有機ELとは

物質がエネルギー(電磁波、熱)を受け取り、発光する現象をルミネッセンス (luminescence)という。
特にエネルギーが電界で供給されて光る場合が、EL (Electroluminescence)である。

従来から、無機材料を利用したelectroluminescenceが知られていたが、近年になった有機材料を利用したelectroluminescenceの技術が普及してきた。
これを有機ELという。
海外ではOrganic ELではなく、Organic Light Emitting Diodeと表現する。

発光材料の違いで、有機ELと無機ELとネーミングされているように見えるが、両者の発光の原理はまったく違う。

無機ELは無機化合物(硫化亜鉛等)の薄膜をガラス基板上に蒸着したものである。
無機ELでは、加速された電子を利用する。
加速には、200V程度の電圧が必要である。

これに対し有機ELの原理は発光ダイオード(LED)に似ている。
電流を注入して発光させるので、10V以下の直流電圧で十分である。

有機物(プラスチック、ゴム等)は本来、絶縁体であるので、電気は非常に流れにくい。
有機物に高電圧をかけ、わずかに光らせる研究が1960年代から、細々と継続されていたが、照明として使用できるレベルには到底及ばなかった。

転機は1987年に訪れた。
この年、イーストマンコダック社のTang氏が、短時間ながら有機物の発光を成功させたのだ。
それ以後、有機ELの基礎研究とデバイス開発の熱が高まった。

現在、有機ELは、ディスプレイ、照明、電子ペーパーとしての普及が期待されている。

色鉛筆は、24色を一つのセットとして市販されている。
(他に12色、36色のセットもあるが、ここでは24色として話を進める)
色鉛筆にとっての基本色は24種類が用意されているということだ。
この基本色に含まれない色を、描きたい場合は、基本色を組み合わせて表現する。

微妙な色合いの違いや、濃淡差を含めれば、世の中に色の種類は無数にある。
色鉛筆は、これを24色の組み合わせで無数の色を表現するのだ。
世の中のすべての色を用意することができないからだ。

有機ＥＬを利用したカラーディスプレイ、ＣＲＴ式や液晶のカラーテレビは、赤(R)、緑(G)、青(B)の三色の光を基本色として、無数の色を表現する。
RGBを光の三原色という。
(色の三原色YMCもあるが、光の三原色とは違う)

画像を構成する、微小な点を画素という。
画面上ではRの点、Gの点、Bの点が隣り合って、一つの画素が構成される。
Rの点、Gの点、Bの点の発光を個別にコントロールすれば、各画素の色を作ることができる。

液晶そのものは発光しない。
液晶ディスプレイでは、液晶の背後にあるバックライトが一様に発光しているのだ。
液晶の各画素は、シャッターの役割を果たしている。画素が閉じるとバックライトが見えず、画素が開くとその画素はバックライトのため輝いて見えるのだ。
視野角による画像の劣化(斜めからでは、画像が見にくい)も避けられない。

これに対し、有機ELディスプレイは、画素そのものが発光する。
このため、バックライトが不要になり、薄くて軽くなる。消費電力もセーブできる。
携帯電話の画面や、デジカメのファインダーに導入すればメリットは大きい。

液晶画面では、画像を動かす場合、シャッターを構成する分子を動かさなくてはならない。
有機ELは分子の移動がないため、像の動きはキレがある。
自分自身が発光するため、視野角による画像の劣化がないし、高いコントラストが得られる。

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2006/02/11

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