有機EL（OLED）

有機ELの構造 有機ELの製造方法（低分子系と高分子系） 有機ELディスプレイの駆動方式（パッシブマトリクス方式とアクティブマトリクス方式） 有機ELディスプレイの課題と今後

最初に発光原理が発見され、現在開発が先行し、実用化されているのは低分子材料です。主流とされる製造方法は、真空蒸着方式※と呼ばれるもので、有機材料の薄膜層をシャドーマスクにより必要な領域に真空蒸着によって成膜していきます。 しかし、この方法においては、低分子材料を気体にするために蒸着温度を高温にする必要があり、その際、金属で出来たシャドーマスクが膨張してしまい、成膜ムラが出来やすいという課題があります。大型化する（大きなシャドーマスク）ほど、その影響は顕著となるため、現時点では低分子材料での大型化が難しいとされています。 ただし、今後、真空蒸着装置の開発が進めば大型化、量産化の可能性も十分に考えられます。 一方、高分子材料は液体に溶かすことが出来るため、製造方法としては、パソコンで使用されるインクジェットプリンタと同じ方法により塗布するインクジェット方式が主流となっています。この方式では画素の必要な領域に有機材料を塗布し、成膜していくため、数ミクロン単位での制御も可能であり、材料使用効率も良く、低分子系よりも大型化、低コスト化に向いているとされています。

パッシブマトリクス方式は、それぞれ水平方向（X電極）と垂直方向（Y電極）に電流を流す導線を張り、タイミングを合わせ電流を流すことで、その交点にある画素が点灯する仕組みです。パッシブマトリクス方式は単純マトリクス方式とも呼ばれ、比較的構造が簡単で低コストで製造出来ますが、発光期間が電流が流れている間だけであり、輝度を保つために電流をたくさん流す必要があります。そのため、電力消費が多くなってしまったり、有機材料の寿命が短くなってしまう課題があります。したがって、画面が大きくなり、線数が増えると一画素の発光期間が極めて短くなるため、必要な寿命を確保できないなどの課題があります。ただし、小型サイズで低精細（走査線の少ない）のパネルではパッシブマトリクスでも十分な画質を表現することが出来ます。


アクティブマトリクス方式は、パッシブマトリクス方式の交点の各画素毎にスイッチング素子としてTFT（薄膜トランジスタ）などを配置し、EL素子を制御します。この方式では複雑な回路を作る必要がありますが、レスポンス時間が短く、解像度も高めることが出来、画面が大きくなった場合も、パッシブマトリクス方式よりも駆動電圧が低く、エネルギー消費も小さく、さらに寿命が長いという特徴があります。

なお、当社では長年培ってきた低温ポリシリコン技術（詳細はp-Si（低温ポリシリコン）をご参考下さい。）を活用したアクティブマトリクス方式による有機ELディスプレイの製造を行っております。



有機ELディスプレイの課題と今後

■寿命について

有機ELは自発光素材のため、より多くの駆動電流を流すことで輝度を高めることが出来ますが、それは有機ELの寿命を短くしてしまうことにもなります。今後、携帯電話やテレビなど、幅広い分野での使用に耐えうる寿命を実現するためにも、少ない電流で十分な輝度を実現出来る発光効率を高めた有機材料の開発が求められています。当社はディスプレイメーカーとして、EL素子構造や電極材料などのプロセス設計の革新や、ディスプレイ駆動技術の改善などにより、高発光効率化、長寿命化を達成しています。

■コストについて

現在実用化が進んでいるパッシブマトリクス方式は比較的構造が簡単なため、比較的低コストでの製造が可能となっていますが、より高精細、大型化が可能なアクティブマトリクス方式では、画素ごとに、トランジスタなどを形成するために、製造工程が複雑になり、現時点では高コストとなっています。今後、製造方法や有機材料の開発を進め、量産化が進めば、コスト面の課題も解決するものと考えられています。当社では低コスト化を実現するEL素子構造や製造装置の改善に取り組んでいます。

これらの課題が解決されてくると、有機ELディスプレイの活用の範囲はさらに広がってきます。薄型・小型化、低消費電力によって、携帯電話のメインディスプレイ、携帯音楽プレイヤーでの活用は既に始まっており、高精細・高コントラスト・大型化などの実現により、モバイルPCやテレビでの活躍が視野に入ってきます。また、自発光の特徴を活かし、曲がるディスプレイ（フレキシブルディスプレイ）などへの展開も考えられるなど、次世代のフラットパネルディスプレイとして期待されています。