有機ELと液晶の違いって?仕組みや性質を比べながら解説!

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スマートフォンのディスプレイには主に「有機EL」と「液晶」が採用されています。この2つはどのような違いがあるのか気になる人も多いでしょう。
映像を投影するための画面の仕組みがそれぞれ異なるため、画質やそのほかの性質にもさまざまな違いがあると言えます。この記事では、有機ELと液晶の違いについてわかりやすく解説していきます。

1.有機ELと液晶の仕組みの違いは?

この段落では、まず有機ELと液晶の仕組みの違いについて考えてみましょう。ポイントは、映像をディスプレイ上に表示するときに、どの部分が発光しているのかという点です。この違いが、さまざまな特徴の違いを生んでいます。

1-1.有機ELの仕組み

スマートフォンやテレビなどに使われるディスプレイは、簡単に言えば「ピクセル」という発光する点の集合体です。ピクセルは「画素」と同じ意味です。このピクセルは3つの「サブピクセル」で構成されています。逆に言えば、赤、緑、青の3色のサブピクセルがまとまって1つのピクセルになっています。
なぜこの3色なのかというと、この色の組み合わせでさまざまな色が表現できるからです。これを「光の3原色」または「加法混色」と呼んでいます。Red、Green、Blueという英語の頭文字から「RGB」と表記されることがあります。

有機ELの「EL」とは、Electro Luminescenseの略です。有機ELは比較的新しい技術であり、iPhoneXなどで採用されています。有機化合物に電圧をかけると発光する現象を用いているのです。有機ELでは、ディスプレイを構成しているサブピクセルのそれぞれが自ら発光する点に特徴があります。
細かい光の点の一つひとつが光るため、色が混ざり合うことがありません。この仕組みによって、映像をより鮮明に表示できるのです。このようなサブピクセルには有機化合物が使われていて、使用する種類によって異なる発色が得られるのです。

有機ELに使われている有機化合物は電圧をかけることで発光します。適切な電圧をかけるように信号を出すことで、ディスプレイの色調や明暗をコントロールしているのです。また、液晶と比べると反応するスピードが早いので、動きの早い動画の再生などに向いているといわれています。

1-2.液晶の仕組み

液晶は有機ELより早く実用化して従来から使われている技術です。多くのスマートフォンの画面にも採用されています。まず、素材としての「液晶」には、個体と液体の2つの性質を持っていて、電圧をかけると回転するという特性があります。
電圧がかかっているときとかかっていないときには違う向きになるので、これを利用して「シャッター」のように使うのです。簡単に言えば、液晶の層を「偏光板」というスリット状になった層で挟むことで、光を通したり遮ったりしています。偏光板のスリットと同じ方向であれば光が透過し、直交方向のときには遮断されるという仕組みです。

このようにディスプレイ上の光の点の発光状態を「液晶」でコントロールするのですが、これを「液晶ディスプレイ」にするには、色のコントロールも必要になります。
色を出すには「フィルター」を使います。偏光板に挟まれた液晶ユニットの上に赤、緑、青の3色(RGB)のフィルターを掛けるのです。1つのピクセル(画素)は、この3色がセットになっていて、ピクセルごとに3つのシャッターがあり、その状態をコントロールすることで色を表現しています。
ちなみに、3色のシャッターをすべて閉じると「黒」になり、全て開くと「白」になります。

まとめると、液晶は「液晶シャッター」と「カラーフィルター」によって映像の色を投影する仕組みです。これだけでは光源がないので、後ろに配置された「バックライト」からの光でディスプレイの上に映像が表示されることになります。
有機ELと異なる液晶の特徴は、常に光っている3色のフィルターが付いた3種類の光源について、電圧を変えて輝度に強弱をつけたり、個別にシャッターで隠すことで表示をコントロールしていたりする点です。このとき、投影する映像に必要ないカラーフィルターを液晶シャッターで隠すのですが、光源自体が消えるわけではないところがポイントになります。完全に遮光するのは難しいため、カラーフィルターも少しだけぼやけて発色してしまうのです。

2.有機ELと液晶の違いをポイントごとに比較!

ここで、有機ELと液晶の違いを「色」「厚み」「湾曲」「寿命」などのポイントごとに比較して整理してみましょう。

2-1.色

まず、有機ELと液晶の「発色」の違いについて説明します。発色の違いはさまざまなディスプレイ上のさまざまな色にも現れますが、最もわかりやすのは色がない「黒」の状態です。

2-1-1.基本的な色の表現

一般的には、有機ELと液晶を比較すると有機ELのほうが鮮やかではっきりとした発色と感じられます。これは、有機ELは光の点であるサブピクセル自体が発光するのに対して、液晶のサブピクセルは色の付いたフィルターを通してバックライトの光で色を出しているからです。
そうはいっても、液晶は有機ELより長い開発の歴史があり、十分に美しい発色が可能な技術と言えます。場合によっては、有機ELよりも美しく発色できるものもあるのです。

2-1-2.「黒」の表現

黒を表示すると有機ELと液晶の違いが明確になります。有機ELの場合、構造上「黒」を表すときは光を使う必要がありません。サブピクセルは光らないのです。そのため、はっきりとした「黒」を表現できます。漆黒という表現が適切でしょう。
一方、液晶の場合は「黒」を表すときにもバックライトは消えていません。液晶ではシャッターによる遮光をするのですが、完全ではないためぼんやりした発光を止めることはできません。また、その結果としてカラーフィルターの色が漏れてしまうため、ディスプレイ上の「黒」は真っ黒になることはなく、少し灰色っぽい感じに見えてしまいます。

2-2.厚み

有機ELと液晶にはその構造から厚みが違います。液晶は後ろから照らすためのバックライトが必要なので、薄くするにも限界があるのです。一方で、有機ELはピクセル自体が発光するため構造としては単純化しやすくなります。つまり、液晶に比べて有機ELはより薄く作ることができるわけです。
また、薄くできるということは、同時に軽量化も可能になります。有機ELはスマートフォンだけでなく、テレビの薄型化や軽量化にも貢献しているのです。

2-3.湾曲

液晶のディスプレイは板状のバックライトの上に発色層があるため、ある程度の厚みがあって曲げることはできません。ところが、有機ELはバックライトが不要なぶん薄くできるため、曲がるディスプレイも可能になります。ただし、有機ELは新しい技術なので、曲がる性質をどう活かすかについては研究が進められている段階です。
たとえば、発光体の層を限りなく薄くしてフィルムのような膜上に貼り付ければ、腕に巻き付けられるディスプレイができるかもしれません。

また、有機ELで曲げられるディスプレイを作ることにより、従来よりもさらに便利なスマートフォンが生まれる可能性もあります。ディスプレイはなるべく大きいほうが見やすいのですが、その対極にあるのがスマートフォンです。
そこで、スマートフォン本体とディスプレイを分離して、そこに有機ELを採用したとします。すると、持ち運びの際には小さく丸めて、必要なときには大きく広げて使うというフレキシブルな使い方が可能になります。

2-4.寿命

有機ELと液晶では発光させる仕組みの違いが寿命に影響します。有機ELと液晶を比べると、液晶のほうが長持ちするといわれています。なぜなら、液晶はバックライトで照らす構造なので、構造が比較的単純なので故障する可能性が低く、焼き付きも起こりにくいからです。
一方で、有機ELはサブピクセルそのものを発光させる構造のため、ディスプレイ全体に負担がかかりやすくなっています。

また、有機ELのディスプレイを長く表示させていると、色が画面に残ってしまう「焼き付き」という現象が起こります。有機ELではそれぞれのサブピクセルを発光させるので、同じ映像を長時間表示すると同じサブピクセルだけを光らせることになります。そのため、映像が消えてもそのまま点灯してしまう故障を起こすサブピクセルが出てくるのです。
液晶はディスプレイ全体を照射するバックライトの光をサブピクセルごとのシャッターで遮る構造です。この仕組みなら個別のサブピクセルへの負担が少なく、焼き付きは比較的起こりににくくなっています。ちなみに、有機ELを作っている企業はまだ少ないため、コストパフォーマンスの観点から液晶と比べると価格が高い傾向にあります。

3.有機ELと液晶のどちらが優れている?

有機ELと液晶は異なる特徴を持っています。これは優劣の問題というより、それぞれが適している場面が異なると考えたほうがよいでしょう。
以下でそれぞれの最適な使い方を説明していきます。

3-1.有機ELが適している場面

映像を映し出す性能に注目すると、液晶よりも有機ELのほうがより美しい映像を表示できることが多いといわれています。有機ELはサブピクセルごとの発光を十分にコントロールできるため、ほかの色の影響や残像が少ない構造です。この仕組みによって、鮮やかで滑らかな映像表現を安定して実現できます。
有機ELは映像信号に対しての応答性が高いので、素早い動きにも追従して映像が乱れることもほとんどありません。たとえば、動きの激しいアクション映画などを常にスムーズな映像で楽しみたい場面に最適なのです。

iPhoneなどのスマートフォンやiPadなどのタブレットでは、電池の持ちが問題になります。消費電力という面からは、有機ELのほうが有利です。液晶と比べると約30%少ない電力で可動できるといわれています。ちなみに、このような消費電力の優位性は、コンパクトなデバイスの場合です。
有機ELを大型の家庭用ディスプレイとして使うときには、十分な明るさを確保するためサブピクセルを重ねて使う二層化という手法がとられています。そのため、単純計算で2倍の電力を消費することになり、同じサイズのディスプレイで比べると消費電力は液晶より多くなってしまうのです。

有機ELはバックライトが不要なため、薄くすることが可能です。この特徴を活用すれば、従来の液晶では難しかった使い方ができるようになります。有機ELディスプレイを搭載したスマートフォンにはディスプレイの端部が曲面になっているものがあります。側面に回り込んで表示されるので、広がりのある映像を楽しむことができるのです。
また、薄くすれば技術的には折りたた

スマートフォンは年々大型化する傾向にあるといわれています。液晶ELは軽量化しやすい構造になっているため、このように大型になればなるほど有利です。大型になると重くなりますが、軽量の有機ELであれば持ち運びの負担を減らす効果が期待できるのです。
その半面、同じサイズのディスプレイで比べると液晶より価格が高くなるともいえます。以上のような理由から、価格よりもはっきりとした美しい映像を楽しみたいという場面では、液晶よりも有機ELのほうがおすすめなのです。

3-2.液晶が適している場面

寿命や表示内容によっては、液晶のほうが有利な場面があります。なるべく長くディスプレイを使い続けたいのであれば、一般的に寿命が長いといわれる液晶のほうがよいでしょう。また、同じ映像を長時間映したままにするような使い方では、有機ELよりも焼き付きの心配が少ない液晶のほうが安心して使えます。
コストパフォーマンスという点からも、液晶は有利です。有機ELよりも技術開発の歴史が長いため価格がこなれており、また技術的に新しい有機ELより製造するメーカーも多いので選択肢が広くなります。

また、屋外でディスプレイを使用することが多いのであれば液晶を選んだほうが快適という意見もあります。液晶はバックライトで使っているので輝度とよばれる画面の明るさを強くしやすい構造を持っています。有機ELはそれぞれのサブピクセルを発光させているため、最高輝度は液晶に及ばないのです。
室内ではあまり問題になりませんが、たとえば、直射日光の当たる屋外などでは画面が見にくくなることがあります。

有機ELと液晶の違いを理解して使用しよう

有機ELと液晶はそれぞれ違う特徴を持っています。映像を快適に楽しむにはこの特徴の違いをよく理解しておく必要があるのです。
なお、iPhoneの故障のなかでも、ディスプレイの破損は最も多い故障原因のひとつです。もし壊れてしまった場合は「アイサポ」に修理を依頼すれば最短10分で問題を解決できます。困ったときは一度相談してみましょう。

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