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シャープら、低環境負荷で高画質な次世代高効率ディスプレイ実現へ
2022年12月12日 15:46
シャープとシャープディスプレイテクノロジー、東京大学は12日、「次世代高効率ディスプレイの材料およびプロセス開発」において、発光スペクトル幅が狭くカドミウム(Cd)を含まない量子ドットによる、電流注入での発光とRGB(赤緑青)画素のパターニングに成功した。環境負荷が小さく、高輝度・高コントラストで広い色域を兼ね備えた、新たな自発光型のディスプレイの実現が可能になるという。
シャープらは、NEDO(国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構)の「戦略的省エネルギー技術革新プログラム」において、次世代高効率ディスプレイの実用化を目指して、2019年度から、その材料やプロセス開発に取り組んできた。
ディスプレイ分野では、高画質化などの要求に応えるため、液晶や有機ELに代わる次世代のディスプレイ技術として、量子ドットなどの新技術を活用する動きが活発になっている。量子ドットは、発光効率が高く、粒子サイズの調整によって発光する波長を制御できるため色再現性に優れることに加え、発光スペクトル幅が狭く、色純度が高い特性を持つことから、広色域のディスプレイに向いた技術となっている。
また、カラーフィルターを用いる必要がないため、電力のロスが抑えられ、省エネルギー化につながるほか、電流注入で発光させることで、自発光型のディスプレイとなり、高コントラストの映像を表現できる。
こうしたメリットがある反面、一般的な量子ドット材料にはカドミウム(Cd)が含まれるため、環境への影響が懸念されている。
シャープらが今回成功したのは、スペクトル幅が狭くCdを含まない量子ドットによる、電流注入での発光とRGB画素のパターニング。これにより、環境負荷が小さく、高輝度・高コントラストで広い色域を兼ね備えた、新たな自発光型のディスプレイの実現が可能になるという。
従来に比べてB(青)のスペクトル幅を約60%狭くした量子ドットを採用し、再現可能な色域を拡大することが可能となった。これにより、発光した光のロスを招くカラーフィルターが不要となり、低消費電力のディスプレイを実現できるという。
RGB画素のパターニング(画素の形成・配列)には、フォトリソグラフィ方式を採用。集積回路などの製造に一般に用いられる方法だが、高精細化が可能かつディスプレイの大面積化に対応可能なことから、「今後モバイル端末などの小型デバイスから、8K/4K大型テレビなどの大型ディスプレイまで、さまざまな用途や機器への展開が可能」という。
この成果に基づき東京大学では、量子ドットの高品質化に向けた基礎研究をさらに推進。シャープとシャープディスプレイテクノロジーは、低消費電力と高輝度・高コントラスト、広い色域を兼ね備え、ヘッドマウントディスプレイをはじめとした中小型の高精細ディスプレイから8K/4K大型ディスプレイにまで対応する省エネルギーディスプレイの早期実用化に取り組むという。
省エネルギーディスプレイの普及による消費電力の低減を通じ、2030年の日本における省エネ効果量として11.3万kL(原油換算)を目指すとのこと。
詳細は、シャープと東京大学 荒川泰彦特任教授/名誉教授および立間徹教授らとの共同成果として12月16日の第29回ディスプレイ国際ワークショップ「The 29th International Display Workshops(IDW'22)」(会場：福岡国際会議場)で発表する。