三洋電機とイーストマン・コダック、世界初のアクティブマトリクス有機ELフルカラーディスプレイを開発

契約締結から約半年、異例の開発スピード

三洋電機取締役・セミコンダクターカンパニー社長　桑野幸徳氏

イーストマン・コダック副社長・コダック代表取締役社長　掘義和氏

両社は'99年2月に共同開発・生産・販売の業務提携を発表しているが、実質6ヵ月という異例の早さで、製品に近いレベルまで開発を進めた。関係者でも、「もっと長くかかると思っていた」(コダック・掘義和氏)と驚くほどで、三洋電機の桑野幸徳氏も、「日米合同の開発チームが、休日返上で開発に当たった成果だ」と誇らしげだ。三洋電機は低温Poly-Si TFT LCD(Low Temperture Poly-Si:LTPS)を世界に先駆けて製品化しており、デジカメやビデオカメラなどに広く採用されている。コダックはo-EL用の素材開発を進めていたが、ディスプレイとして製品化するには駆動回路や周辺回路までの技術を持つ日本のLCDメーカーと協力したいところだったろう。両社の共同開発は、非常にうまく進んだものと思われる。ただし、o-ELディスプレイは、中〜小型の次世代ディスプレイとしてパイオニアやNEC、出光興産など各社が開発にしのぎを削っており、製品化を急いでいた部分もあるようだ。

o-ELの構造と、LTPSを採用した理由

AMタイプディスプレイの拡大図。LCDと異なり、かなり画素間が空いている。

AMタイプのサンプル。ビデオカメラのディスプレイを想定した作り。実際にDVからのビデオ画像を流していたが、なかなかの表示能力だ。

PMタイプのサンプル。こちらは携帯電話のディスプレイを想定して作ってある。画面内を部分的に色づけしているので、エリアカラー表示という。

アクティブ駆動するには、画素ごとにトランジスタを用意し、そのスイッチング機能を使わなくてはならない。LCDでも同じだが、今回のELディスプレイでもTFT(Thin Film Transistor)をガラス基板上に構成したものとなっている。ただし、電子回路として表すならLCDはキャパシタだが、EL素子はダイオードになる。このため、画素トランジスタも電圧駆動型でなく電流駆動型が必要になった。しかし、アモルファスSi(a-Si) TFTでは電流駆動ができない。Poly-Si TFTなら電子移動度が高く、電流が流れやすい。特に、低コストのガラス基板を使えるLTPSは大画面化も可能で、ELディスプレイ用としても最適だということだ。

AMタイプを上から覗き込んだところ。ガラス1枚+αの薄さがよくわかる。表示されている内容がガラスの内部を反射し、側面からも光が漏れている。自発光タイプならではの見え方だ

AMタイプと、三洋電機のLTPSを側面からみる。厚さはこれだけ違う。

製造は、まずLCDと同じくガラス基板上にTFT(およびキャパシタ)を構成し、ITO電極を設ける。あとはホール輸送層から順に成膜していくのだが、発光層には画素の形のマスクをかけ、その穴を通してドーパントを注入して、各色の画素を作っていく。基本構造ができたら、外部回路を接続するフレキシブルケーブルを取り付けて、電極保護用のメタルカバーで封止し、画面に反射防止加工を施して完成する。材料コストはそれほど高くなく、「バックライトなどを含んだトータルのコストでは、LCDに十分対抗できる」(イーストマン・コダック、David Williams氏)程度という。

イーストマン・コダックOELディスプレイアプライアンス担当ゼネラルマネージャー　David Williams氏

製品は2001年に

画面はハメ込み合成だと思われるが、薄さがわかる。 駆動回路をガラス基板上に設けているので、端子は少ない。

同じくPMタイプ。こちらは駆動回路が外付けなので、XYそれぞれの方向に画素数だけ端子が出ている。

また、駆動回路さえ作れればガラスでなくプラスチック基板でも作れるなど、将来的にもまだまだ発展していく余地がある。今後、LCDとの競争も予感されるといえよう。

サンプル品の仕様

AMタイプの模式図。ELは電子回路ではダイオードに置き換えることができる。AMタイプは、画素1つ1つにあるTFTがXYそれぞれで選択され、発光素子に電流を流す仕組みだ。回路図では省かれているが、実際はこれにキャパシタが加わり、次に選択されるまで発光素子に電流を流し続けるようになっている。光は、ガラス基板や電極を透過して出てくる。TFTやキャパシタの部分は光を通さないので、明るさを向上させるためにこれらの部分を小さくする工夫が必要になるかもしれない。

PMタイプの模式図。直交したアノード、カソード電極から1つだけ選択して電圧をかけると、交わった部分だけに電流が流れる構造だ。

現行のLTPSと、今回開発されたo-ELディスプレイの構造を比較している。ガラス2枚+バックライトが必要なLTPSと比べると、ガラス1枚だけで、カバーがつくだけのo-ELは非常に薄い。なお、o-ELにも本来必要のない偏光板がついているが、これは反射防止用とのこと。

• プレスリリース  (http://www.sanyo.co.jp/koho/hypertext4/9...)
• 三洋電機  (http://www.sanyo.co.jp/)
• 米イーストマンコダック  (http://www.kodak.com/)

(ケイズプロダクション　岡田靖)

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