発行日：2026年7月16日
出典：ET News
東国大学は、物理学科のリュ・スンユン教授、イ・チャンミン博士、イ・ヒョンジェ博士と、高麗大学世宗キャンパスのキム・チョルフン新素材化学科教授、イ・ジェウ電子・情報工学科教授からなる共同研究チームが、実際に動作中の有機EL内部の劣化過程をリアルタイムで解析できる「オペランド（Operando）光電気同時分析プラットフォーム」を開発し、これを用いて有機ELの性能低下の根本原因を解明したと2026年7月16日に発表した。
オペランド分析で動作中の有機EL内部を可視化
研究チームは、独自開発したElectrically Pumped Spectroscopy（EPS）と時間分解分光分析を組み合わせることで、動作中の有機EL内部で発生する励起子（exciton）の生成・移動・消滅プロセスをリアルタイムで追跡することに成功した。オペランド分析とは、実際のデバイスが動作している環境下で内部の物理・化学変化を同時に観測・解析する先端技術を指す。
今回のプラットフォームは、従来の静的な分析手法では捉えにくかった駆動中のダイナミックな現象を直接観測できる点が特徴であり、次世代ディスプレイ研究における重要なブレークスルーと位置づけられる。
層別解析で劣化の発生位置と原因を特定
研究チームは、EPSに加えて時間分解フォトルミネッセンス（TRPL）、特異種スペクトル（SAS）、減衰関連スペクトル（DAS）を統合した解析手法を構築し、有機EL内部の劣化位置と原因を層別（layer-resolved）で明確にした。
その結果、発光層（CBPホスト材料）では劣化により超高速の励起子散乱（exciton scattering）が発生し、発光効率が低下することが確認された。また、発光層と励起子遮断層（EML/EBL）界面では、界面構造の変化によって寄生励起子（parasitic exciton）が増加することが判明した。
これらの現象は、これまで個別に議論されることが多かったが、本研究では同時に発生する複合的な劣化プロセスとして体系的に整理された。
統合モデルで有機EL劣化を定量的に説明
研究チームは、上記の二つの主要な劣化メカニズムが同時に有機ELの効率低下および発光スペクトル変化を引き起こす主因であることを明らかにした。さらに、従来は個別に解釈されていた劣化現象を、単一の統合反応モデル（キネティックモデル）として提示し、有機EL劣化を定量的に説明する基盤を構築した。
この成果により、デバイス設計や材料選定において、劣化要因を事前に予測・最適化することが可能となり、長寿命かつ高効率な有機EL開発への応用が期待される。
次世代光電デバイスへの応用と研究開発効率の向上
今回提案された分析プラットフォームは、新規有機EL材料の開発だけでなく、QD-LEDやペロブスカイトLEDなど多様な次世代光電デバイスの劣化メカニズム解析にも適用可能と見込まれている。材料開発の初期段階において劣化発生位置を迅速に診断できるため、研究開発にかかる時間とコストの大幅な削減につながると期待される。
リュ教授は「有機ELをはじめとする次世代光電デバイスの性能と寿命を向上させるためには、新材料の開発とともに実際の駆動環境で発生する劣化原因を正確に把握することが不可欠である。本研究は、オペランド分析を通じて劣化位置と原因を層別に特定できる診断プラットフォームを提示した点に意義があり、今後は次世代ディスプレイおよび各種光電デバイスの信頼性向上に寄与するだろう」と述べた。
本研究は、韓国研究財団（NRF）のコア研究B型、ソウルRISE事業、および高麗大学の支援を受けて実施され、「Investigating Degradation Mechanisms in Organic Light-emitting Diodes using Operando Electrically Pumped Spectroscopy」というタイトルで、Nature Portfolioの光学分野の姉妹誌でありJCR上位1％に位置する国際学術誌『Light: Science & Applications（IF=24）』に掲載された。
