2025年 10月 29日/ UBIリサーチ
京都大学化学科の畠山琢次教授の研究チームは、JNC Co., Ltd.との共同研究により、新しい「二重ボロン化(Double Borylation)」合成戦略を開発し、世界最高レベルの純粋なディープブルー(Deep Blue) OLED発光材料の実現に成功した。今回の成果は、国際学術誌Nature Communications(2025年10月、DOI: 10.1038/s41467-025-63908-y)に掲載され、高解像度マイクロOLEDのような次世代ディスプレイの核心技術として期待されている。
OLEDは、赤・緑・青(RGB)の3色のうち、「ディープブルー(Deep Blue)」領域の実装が最も難しいと言われている。濃い青色を出すほど電荷の再結合が不安定になり、効率の低下と寿命の短縮を伴うからだ。畠山教授の研究チームは、このような問題を解決するために、ボロン(B)と窒素(N)で構成された多共振(Multi-Resonance(MR)-TADF発光体骨格に二つのボロン原子を選択的に導入する「二重ボロン化(Double Borylation)」戦略を新たに提示した。
このプロセスは、分子のπ(パイ)共鳴構造を拡張し、電子遷移エネルギーを高め、遷移双極子モーメントを強化し、シングレット-トリプレットエネルギーギャップ(ΔE_ST)を減少させる役割を果たす。その結果、効率と色純度、安定性の両方を向上させることができた。今回合成された新素材「ν-DABNA-M-B-Mes」は、これまでに発表されたブルー素材のν-DABNAよりdeep blueである463 nmの波長を持ち、以下の通りである。
光子発光量子効率(PLQY)： 93%。
発光半値幅(FWHM)： 16 nm (世界最小レベル)
外部量子効率(EQE)： 32%以上
色座標（CIE y）：09 – NTSC標準青色(0.08)に近似
寿命（LT80、100 cd/m²の場合）： 1,000時間以上
また、第4世代の発光材料であるhyperfluorescent材料として注目されているPhosphor-Sensitized Fluorescence構造では、低駆動電圧(2.5V)と効率維持(ロールオフの最小化)、および輝度100 cd/㎡基準でLT₈₀ > 1,000時間の寿命を達成した。
畠山教授は、二重ボロン化(Double Borylation)は単純な合成技術ではなく、OLED材料設計の基本概念を変える戦略的なアプローチで色純度、効率、寿命を全て向上させることに成功し、AR-VR用マイクロOLED(OLEDoS)、超高色純度のスマートフォンやTVディスプレイ、自動車用ヘッドアップディスプレイ(HUD)、ウェアラブルや透明ディスプレイなど、様々な次世代応用分野で活用されることに期待感を示した。
