(Stanford materials scientists borrow solar panel tech to create new ultrahigh-res OLED display)
2020/10/22 ｱﾒﾘｶ合衆国・スタンフォード大学
・ スタンフォード大学とサムソン総合技術院(SAIT)および韓国・漢陽大学校が、超薄膜太陽電池の電極設計を参考にした、新構造の有機 EL(OLED)による「メタフォトニック」ディスプレイを開発。
・ テレビ、スマートフォンや VR/AR デバイスで最高 10,000ppi の解像度(最新のスマートフォンでは約400～500ppi)が可能に。このような高画素密度は、顔面付近で使用するヘッドセットディプレイで特に重要となるような、実物に迫る詳細の驚くべき画像を提供する。既存ディスプレイよりも輝度や色の精度が高く、コスト効果的で容易に製造できる。
・ 新 OLED は、市販の RGB 方式と白色の両 OLED の代替を狙うもの。前者は各色に発光するエミッタを配置した個々のサブピクセルから成り、各ピクセルの組成の制御のため材料を微細な金属メッシュを通して各層にスプレーして作製する。スマートフォンのような小面積ディスプレイの製造のみが可能。
・ テレビ等の面積の大きなディスプレイでは、後者の白色 OLED が使用される。各サブピクセルがRGB を発光する 3 個のエミッタを有し、フィルターを通した色が最終的なサブピクセルの色となる。出力する光の量をフィルターが低減させるためエネルギー消費量が多く、スクリーンへの焼き付きが起こりやすい。
・ 参考とした超薄膜太陽電池と新 OLED に共通する技術革新は、光メタサーフェスと呼ばれるナノスケールの波形の金属反射ベース層。このメタサーフェスは光の反射特性を操作し、ピクセルで様々な色を共振させる。このような共振が、OLED からの効果的な光の抽出を促進する鍵となる。
・ 赤色エミッタは青色エミッタよりも波長の長い光を放出するが、従来の RGB 方式 OLED ではこれがサブピクセルの高さの違いとなるため、平坦なスクリーンを作るには各エミッタに積層する材料の厚さを不均一にする必要がある。
・ 一方、新 OLED ではベース層の波形が各ピクセルの高さを一様にするため、規模を問わないシンプルな製造プロセスが可能となる。
・ 研究室での縮小ピクセルの概念実証に成功。白色 OLED に比してこれらのピクセルでは色の純度が高く、ルミネセンス効率が 2 倍向上した。サムソンがフルサイズのディスプレイへの同技術の応用を試みる。
URL: https://news.stanford.edu/2020/10/22/future-vr-employ-new-ultrahigh-res-display/
＜NEDO海外技術情報より＞
（関連情報)
Science 掲載論文(アブストラクトのみ：全文は有料）
Metasurface-driven OLED displays beyond 10,000 pixels per inch
URL: https://science.sciencemag.org/content/370/6515/459
Abstract
Optical metasurfaces are starting to find their way into integrated devices, where they can enhance and control the emission, modulation, dynamic shaping, and detection of light waves. In this study, we show that the architecture of organic light-emitting diode (OLED) displays can be completely reenvisioned through the introduction of nanopatterned metasurface mirrors. In the resulting meta-OLED displays, different metasurface patterns define red, green, and blue pixels and ensure optimized extraction of these colors from organic, white light emitters. This new architecture facilitates the creation of devices at the ultrahigh pixel densities (>10,000 pixels per inch) required in emerging display applications (for instance, augmented reality) that use scalable nanoimprint lithography. The fabricated pixels also offer twice the luminescence efficiency and superior color purity relative to standard color-filtered white OLEDs.
