エレクトロルミネセンス：電気的励起によって生じる光

材料とデバイスの種類

材料およびデバイス構造の違いにより、異なる特性をもつエレクトロルミネセンスが得られる。

• 無機半導体LED：GaN、GaAs、および関連する合金などを用いるダイオードである。表示灯、照明、ディスプレイに広く使われる。
• 有機LED（OLED）：有機半導体層を用いる薄膜デバイスである。柔軟なディスプレイや、各画素が自ら発光する発光パネルで特に注目される。
• エレクトロルミネセント蛍光体・パネル：銅をドープした硫化亜鉛などの粉末または薄膜の蛍光体を、高い交流電界で励起する。バックライトや看板に用いられる。

用途と例

エレクトロルミネセンスは、多くの実用技術の基礎となっている。例として、高効率な固体照明（LED電球および照明器具）、テレビや携帯機器のディスプレイ（OLEDおよびLEDスクリーン）、計器用バックライト、看板用の薄型ELパネル、表示ランプがある。応答が速いことから、光信号伝送や一部のセンサー設計にも利用される。

特性と性能

主な特性には、バンドギャップ、分子構造、またはドーパントによって決まる色の制御性、現代のLEDにおける高い電気光変換効率、迅速な点灯と変調の可能性、適切な条件下での長い実用寿命がある。一方で、温度への感度や、特に有機材料における劣化機構は課題となる。また、内部量子効率と、外部へ取り出せる光の割合である外部効率には違いがある。

歴史と類似現象との違い

電気によって誘起される発光の初期の観察は20世紀初頭にさかのぼる。H. J. ラウンドや、その後のオレグ・ロセフなどの研究者は、現代の半導体時代以前に炭化ケイ素デバイスからの発光を記録した。エレクトロルミネセンスは関連現象と異なる。フォトルミネセンスは光による励起後の発光、カソードルミネセンスは電子線励起による発光、白熱は熱放射である。こうした区別を理解することは、用途に応じた材料やデバイスの選択に役立つ。

総じて、エレクトロルミネセンスは固体物理学と材料工学を結び付け、電気エネルギーを直接光へ変換することで、今日の多くの照明・表示技術を可能にしている。