CINNO Research｜2025年9月3日

CINNO Researchによると、韓国の大邱慶北科学技術院（DGIST）の研究チームが、新しい量子ドット発光ダイオード（QLED）のコア材料を開発し、発光効率と寿命の両面で画期的な成果を達成した。

研究を主導したのは、同大学エネルギー科学・工学系の李榮宇（Youngu Lee）教授のグループである。チームは新しい有機ホール輸送層（HTL）材料を設計し、従来の三芳基アミン系材料が抱えていた限界を克服した。具体的には、ジベンゾフラン骨格を導入することで分子内結合エネルギーを飛躍的に高め、電気的・熱的ストレスによる劣化を抑制しながら、空穴移動度を維持・強化することに成功した。

これにより、従来材料では避けがたかった「ホール移動度の低下」と「電子ブロッキング能力の減少」のトレードオフを解消。結果として、電子の逆流や界面欠陥を抑制し、デバイス全体の効率と安定性を大幅に改善した。

研究チームはこの新材料を緑色QLEDに適用し、外部量子効率（EQE）25.7%という極めて高い性能を実証した。さらに、輝度100cd/m²におけるT₅₀寿命（輝度が半減するまでの時間）は約146万時間に達し、従来のQLEDの66倍にあたる耐久性を確認した。これは、同種の三芳基アミン系HTLを用いたQLEDとしては過去最高水準であり、QLED実用化に向けた重要な一歩といえる。

李教授は「従来材料の弱点だった分子結合の脆弱さを克服し、QLEDの効率と寿命を飛躍的に改善できた。今後は高結合エネルギー材料の特性を、次世代ディスプレイや太陽電池など幅広い応用分野に展開していきたい」とコメントしている。

この成果は、博士課程一貫教育プログラムに所属する黄永俊（Youngjun Hwang）氏が中心となって進められ、韓国国家研究基金会の「中堅研究者プログラム」および「太陽光エネルギー持続利用研究センター」の支援を受けて実現した。

なお、QLEDやOLEDにおけるホール輸送層（HTL）は、陽極から発光層へホール（正孔）を効率的に輸送する機能層であり、デバイスの効率と寿命を左右する極めて重要な役割を担っている。今回の研究成果は、HTL設計そのものの新しい指針を提示するものと評価できるだろう。