2026年7月1日

出典：The Elec

次世代ディスプレイに向けたPeLEDの革新的成果

ソウル大学のイ・テウ教授と英国ケンブリッジ大学のサミュエル・ストラングス教授による共同研究チームは、次世代ディスプレイ用発光素子として注目されるペロブスカイト発光ダイオード（PeLED）において、真空蒸着プロセスでも高効率発光に適した結晶相を熱力学的に固定できる新たな発光材料を発見したと発表した。

ペロブスカイト材料は、高効率かつ鮮やかな発色が可能であり、さらに蒸着プロセスにおいて既存の有機EL製造プロセスと互換性がある点が大きな特長である。そのため、大規模な追加設備投資を行うことなく、次世代ディスプレイ技術としての応用が期待されている。しかしながら、真空蒸着方式では結晶化過程が熱力学的に十分制御されず、ペロブスカイト結晶が急速かつ不均一に成長してしまうという課題が存在していた。

X型スペーサー分子による結晶成長制御技術

研究チームはこの問題を解決するために、X型スペーサー有機分子を導入し、「X型準2次元ペロブスカイト発光体」という新たな構造を設計した。ペロブスカイトは一般的に3次元のABX3構造を持ち、Aは陽イオン、Bは金属陽イオン、Xはハロゲン陰イオンで構成される。

今回導入されたX型スペーサーは、このハロゲン位置を置換すると同時に結晶格子間の分離を誘導する役割を担う。この材料はペロブスカイト形成過程において鉛イオンと強く結合し、結晶の無秩序な成長を抑制する。その結果、複数存在する結晶相の中からエネルギー的に最も安定した構造が熱力学的に選択されるようになる。この技術により、基板上でペロブスカイト結晶の成長を精密に制御し、高効率発光に適した均一な結晶相を持つ薄膜形成に成功した。

高効率・高色純度PeLEDと量産適用の可能性

さらに研究チームは、結晶相の選択的成長を促進する異種スキャフォールド構造も開発し、結晶相の精密制御を実現した。この成果により、真空蒸着方式でありながら高効率かつ高色純度を持つPeLEDの実現に成功した。

加えて、この技術が大面積基板、フレキシブルディスプレイ基板、さらにはパターニング工程といった実際のディスプレイ製造条件においても適用可能であることが確認された。これは、将来的に実際のディスプレイ量産プロセスへの導入が可能であることを示唆する重要な成果である。

イ教授は、「本技術は今後、超高解像度ディスプレイや拡張現実（AR）・仮想現実（VR）向けマイクロディスプレイの実用化を加速させる中核基盤技術になる」と述べている。本研究成果は、2026年7月1日付でナノテクノロジー分野の世界的権威誌『ネイチャー・ナノテクノロジー』に掲載された。