ミシガン大、青色リン光の寿命を改善.ディスプレイの「青色問題」解決の糸口を提示

2025年5月 – 米国ミシガン大学のStephen R. Forrest教授の研究チームが開発した新しい青色リン光OLED(PhOLED)は、従来に比べて10倍以上改善された寿命と高色純度の発光を同時に達成し、青色OLEDの難題を解決する糸口を提示した。 研究結果はNature Photonics最新号に掲載され、SID2025でも関連論文を発表した。

OLEDはスマートフォンや高級テレビに広く使用されているが、これまで青色発光は低効率の蛍光方式に依存しており、エネルギー消費が大きく、寿命が短かった。 これは、青色光はエネルギーレベルが最も高く、発光層の分解が早く起こるためである。 研究チームは、この問題を解決するために、多層構造と両面設計を導入したタンデム PEP (polariton-enhanced Purcell effect) OLEDを開発した。

従来の研究でForrest研究チームは、金属電極付近の表面で発生する プラズモン現象が、発光分子の励起子(exciton)がより速くエネルギーを放出するのを助けるという事実を明らかにした。 これをさらに強化するために、今回の研究では、表面プラズマと励起子が結合した「プラズマ-励起子-ポラリトン」を形成できるように、陰極と陽極の両方に有機半導体を堆積した。 これは、まるで交通渋滞を解消する高速車線を作るように、エキシトンが光に素早く変換される経路を提供する。

また、タンデム構造により二つの発光層それぞれの負荷を半分に減らして分解を防止し、光共振器(ファブリー-フェロキャビティ)構造により発光効率と色純度をさらに高めた。

 研究の筆頭著者であるHaonan Zhao博士は、「Exitonが衝突して崩壊するのを放置する代わりに、Exitonが脱出できる高速道路を提供することで、20年前の問題に対する物理的設計ソリューションを提供し、既存の青色OLED技術が解決できなかった問題を物理的設計を通じて回避した」と説明した。 Forrest教授は、「商用化までにはまだ段階が残っているが、過去20年間解けなかった難題に実質的な答えを提示したという点が意義深い」と述べた。

今回の研究成果は、次世代のスマートフォン、テレビ、ウェアラブル機器など、様々なディスプレイ製品の性能を一段階引き上げるのに核心的な役割を果たすと期待される。 また、エネルギー効率が重要な照明分野でも革新的な変化をもたらす可能性を秘めている。 この研究は、米国エネルギー省(Department of Energy)とUniversal Display Corporationの支援を受けた。

Paper Information
– Title: Stable, deep blue tandem phosphorescent organic light-emitting diode enabled by the double-sided polariton-enhanced Purcell effect
– Authors: Haonan Zhao, Claire E. Arneson, Stephen R. Forrest
– Journal: Nature Photonics (2025)
– Journal: SID 2025 Digest148 (13-4)

Chang Ho NOH, Analyst at UBI Research  (chnoh@ubiresearch.com)

▶2025 OLED発光材料レポート

LGディスプレイのハイブリッドリン光ブルータンデム公開特許の概要

最近公開されたハイブリッドリン光青色タンデム特許の内容をみると、材料会社による量産が可能な検証済みの発光材料を用いていること、そして混合ホストに最適化された既存のOLED蒸着装置をそのまま利用できることから、リン光青色を早期に製品化できる特許と評価されています。

特許の主な内容は以下のとおりです。

– リン光発光層を上部に配置する必要があり、この場合、蛍光青色タンデムと比較して効率指数(青色指数)が1.7倍に向上します。(リン光発光層を下部に配置すると、効率指数は1.4倍にしか向上しません。)

– 蛍光発光層の厚さは、リン光発光層の厚さの60%以下にする必要があります。

– 下図に示すように、青色リン光ドーパントスペクトルの第2ピーク強度は、第1ピーク強度の50%以下にする必要があります。

– リン光ドーパントの最高強度波長と蛍光ドーパントの最高強度波長の差は20nm以下である必要があります。

製品検証を完了したLG Displayの青色リン光パネルが、Display Week 2025で展示されるのを楽しみにしています。

Han Chang-wook, Vice President of UBI Research/Analayst(cwhan@ubiresearch.com)

2025年のOLED発光材料使用量が前年比28%増加する見通し

UBI Researchの「2025 OLED発光材料レポート」では、OLED産業の最新動向と主要課題を分析し、OLEDパネルメーカーと発光材料メーカーの技術開発方向などを総合的に分析した。 また、OLEDパネルメーカーの量産キャパ分析とサプライチェーンおよびパネル構造を分析し、発光材料の実績を詳細に分析し、市場規模を予測した。

技術トレンドの面では、hyperfluorescence、蛍光材料など高効率、長寿命の発光技術の競争が激しく展開されており、特に青色材料の外部量子効率と寿命の改善が市場拡大の核心課題として浮上している。重水素置換、boron系蛍光素材などの素材革新が活発に行われる中、中国企業はdopantとhost分野で急速に存在感を拡大し、グローバルサプライチェーンに深く入り込んでいる。

2024年の発光材料使用量は129トンと集計された。韓国と中国のパネルメーカーの出荷量が同時に増加し、2023年の101トンから30%近く上昇した。メーカー別では、サムスンディスプレイが着実に最も高いシェアを占めており、サムスンディスプレイのリジッドOLEDの出荷量が急増し、材料使用量はますます高くなっている。

UBI Researchのノ・チャンホ研究委員は、「韓国パネルメーカーのOLED発光材料需要量は2025年に111ton、2029年には150tonになると予想され、中国パネルメーカーの材料需要量は2025年54.4tonから年平均10.3%成長し、2029年には80.6tonに達するだろう」と展望した。

Chang Ho NOH, UBI Research Analyst(chnoh@ubiresearch.com)

LGディスプレイハイブリッドリン光ブルータンデム製品検証および特許出願

LGディスプレイは5月1日、世界で初めて青色リン光OLEDパネルの量産向け性能検証に成功したと発表しました。昨年、UDCと共同で青色リン光を開発した後、今回の成果はわずか8か月で達成されたもので、「夢のOLED」の実現に一歩近づいたと評価されています。

LGディスプレイは、下層に青色蛍光体、上層に青色リン光を積層するハイブリッド2層タンデム構造でこの問題を解決しました。蛍光方式の安定性とリン光方式の低消費電力を併せ持ち、既存のOLEDパネルの安定性を維持しながら、消費電力を約15%削減しました。

特に、実際の量産ラインでの性能評価、光学特性、公平性が求められる製品化段階を成功裏に完了したのはLGディスプレイが初めてで、すでにUDCと製品検証を完了しています。

(出典: LGディスプレイ)

(出典: LGディスプレイ)

LGディスプレイは、ハイブリッドリン光ブルータンデム技術に関する特許を韓国と米国で独占出願している。LGディスプレイの公開特許によると、ハイブリッドリン光ブルータンデムは、既存の蛍光ブルータンデムに比べて約1.7倍高い効率を実現することが示されている。効率、色座標、寿命を最適化するためには、青色リン光ドーパントのスペクトル形状、蛍光層とリン光層の厚さの比、発光層の位置などが重要であり、本特許はこれらの要素を中心とした技術内容を有している。高効率リン光と長寿命蛍光を活用し、ハイブリッドリン光ブルータンデムの実用化を最適化する特許として評価されている。 LGディスプレイのハイブリッド2スタックタンデムを適用したOLEDパネルは、今月11日(現地時間)から米国カリフォルニア州サンノゼで開催される世界最大のディスプレイイベント「SID(Society for Information Display)2025」で見ることができる。今回展示された製品は、スマートフォンやタブレットなどIT機器に適用可能な中小型パネルだ。AI PCやAR/VR機器など、高画質と高効率の両方が求められる製品が増えていることで、青色リン光技術の適用が急速に拡大すると予想される。

LGディスプレイのユン・スヨンCTO(最高技術責任者)は、「夢のOLEDに向けた最後の難問と言われる青色リン光製品化検証の成功は、次世代OLEDに向けた革新的なマイルストーンになるだろう」とし、「青色リン光技術で未来の市場を先取りする効果を享受できると期待している」と語った。

Han Chang-wook, Vice President of UBI Research/Analayst(cwhan@ubiresearch.com)

OLED発光材料の開発動向と展望

5月にUBI Researchで出版された「2025 OLED発光材料レポート」の内容を紹介する。

“2025OLED発光材料レポート”では、OLED産業の最新動向と主要課題を分析し、OLEDパネルメーカーと発光材料メーカーの技術開発方向などを総合的に分析した。 また、OLEDパネルメーカーの量産キャパ分析とサプライチェーン及びパネル構造を分析し、発光材料の実績を詳細に分析し、市場規模を予測した。

技術トレンドの面では、hyperfluorescence、TADF、燐光材料などの高効率、長寿命発光技術の競争が激しく展開されており、特に青色材料の外部量子効率と寿命の改善が市場拡大の核心課題として浮上している。 重水素置換、boron系蛍光素材など素材革新が活発に行われる中、中国企業はdopantとhost分野で急速に存在感を拡大し、グローバルサプライチェーンに深く入り込んでいる。

2024年の発光材料使用量は129トンと集計された。 韓国と中国のパネルメーカーの出荷量が同時に増加し、2023年の101トンから30%近く上昇した。 メーカー別では、サムスンディスプレイが着実に最も高いシェアを占めており、サムスンディスプレイのリジッドOLEDの出荷量が急増し、材料使用量はますます高くなっている。

韓国パネルメーカーのOLED発光材料需要量は2025年に111ton、2029年には150tonと予想され、中国パネルメーカーの材料需要量は2025年54.4tonから年平均10.3%成長し、2029年には80.6tonに達すると予想される。

本レポートは、OLED発光材料産業の最新動向と市場規模予測、主要企業別の戦略、技術開発の方向性などを総合的に分析したため、ディスプレイ及び素材産業従事者にとって、市場現況の把握と新たな事業企画のための重要な指針となるだろう。

Chang Ho NOH, UBI Research Analyst(chnoh@ubiresearch.com)

2024年OLED発光材料使用量130トン過去最高、2028年には200トン突破の見通し

1Q25_Quarterly OLED Emitting Material Market Tracker

1Q25_Quarterly OLED Emitting Material Market Tracker

UBIリサーチより発刊された「1Q25 Quarterly OLED Emitting Material Market Tracker」によると、2024年の発光材料使用量が130トンだった。 韓国と中国パネルメーカーの出荷量も同時に増加し、2023年から30%近く上昇した。
メーカー別に見ると、サムスンディスプレイが引き続き着実に最も高いシェアを占めており、同社のrigid OLEDの出荷量が急増しているため、材料使用量はますます増加している。 同社は使用量ベースでOLED発光材料市場全体の42%を占め、次いでLGディスプレイが20%、BOEが13.2%となっている。

材料の使用量では依然として韓国のパネルメーカーが優勢だが、中国のパネルメーカーも追従している。中国のBOEとTCL CSOT、Tianma、Visionox、EDOのスマートフォン用OLEDの出荷量は、2021年1億1,400万台から2024年3億9,400万台で年平均51%ずつ成長した。 さらにBOEとEDOなどの中国パネルメーカーがIT用OLEDパネルの供給を本格化しており、中国パネルメーカーにより発光材料の使用量はさらに急増すると予想される。

UBIリサーチのノ・チャンホ博士によると、「2025年にはサムスンディスプレイとLGディスプレイがiPhone用パネルの出荷量が2024年比で増加が予想され、サムスンディスプレイのtablet PCとnotebook、monitorなどのIT機器出全体出荷量が2024年よりも大幅に増加することが予想されるため、発光材料市場の成長はしばらく持続だろう」と述べた。「また、中国のパネルメーカーによるIT用OLEDの量産拡大により、発光材料市場は2028年までに200トンを超えると予想される。」

Chang Ho NOH, UBI Research Analyst(chnoh@ubiresearch.com)

▶AMOLED Emitting Material Market Track Sample

2024年上半期韓国OLEDパネルメーカーの発光材料購入額シェア51.2%、下半期にはわずかながら回復の見通し

UBIリサーチが発刊した「3Q24OLED発光材料マーケットトラック」によると、韓国OLEDパネル業者の2024年上半期発光材料購買額は4億9500万ドルで51.2%の占有率を占め、前年同期対比7.8%減少した数値となった。 中国企業は4億7,100億ドルで前年同期比7.8%増加した48.8%のシェアを占めた。

中国パネル業者の出荷量が増加し、発光材料購買額の差は更に縮まっている。 2024年第1四半期には初めて韓国OLEDパネル企業の発光材料購買額の占有率が中国より低い47.4%を占めた。

しかしながら、第2四半期からはIT用OLEDパネル出荷量が増加し、韓国パネル企業等がiPhone 16用パネルの生産を開始し、購買額占有率は54.7%まで増加した。 BOEもiPhone 16サンプル認証に合格したが、時期が遅かったため今年の出荷量は多くないと予想される。 B12で量産すると予想されていたiPhone 16 Maxの認証は通過しなかった。

BOEのiPhone向けの物量が減った分、韓国のパネルメーカーのパネル出荷量は増加すると見込む。 iPhoneやiPad ProなどApple向けOLEDパネルの出荷量増加に支えられ、2024年の韓国発光材料購買額は上半期対比増加した55.6%のシェアを占めるものと予想される。

▶AMOLED Emitting Material Market Track Sample

2028年OLED発光材料市場、年平均5.8%の成長率で24.3億ドルと展望する

UBIリサーチより最新発刊された「4Q23_Quarterly OLED Emitting Material Market Tracker」によると、OLED発光材料市場は2023年の18.4億ドルから年平均5.8%の成長率で2028年には24.3億ドルに達するとの見通しだ。

国別では、韓国のパネルメーカーの材料購買額は2023年11.1億ドルから年平均4.2%の成長率で2028年には13.6億ドル、中国の材料購買額は2023年7.3億ドルから2028年10.7億ドルになると予想した。

想定内の結果となった場合、2028年の国別材料購入比率は韓国が56%、中国が44%となるるが、中国のパネルメーカーは中国内需向けとwhite box向けにパネルを主に量産しているため、今後パネル出荷量が増加したとしても低価格材料が使用されると予想され、中国の発光材料市場の成長率は現在の予測より更に縮小する可能性もある。

また、UBIリサーチは2028年、サムスンディスプレイの発光材料購買額を8.1億ドル、LGディスプレイは5.5億ドル、BOEは4.4億ドルに達すると予測した。

▶4Q23 OLED Emitting Material Market Track

2027年OLED発光材料市場、年平均7.7%成長率で25.9億ドルの見通し

UBIリサーチが最新発刊した「2023 OLED発光材料報告書」によると、発光材料全体の市場は2023年の19.2億ドルから年平均7.7%の成長率で2027年には25.9億ドルに達するとの見込み。

発光材料全体の市場

発光材料全体の市場

UBIリサーチのユン·デジョンアナリストは、「小型OLED用材料市場は2023年から年平均2.5%の成長率で2027年には16.1億ドルになる見通し。2027年サムスンディスプレイの小型OLED用材料購買額は5.6億ドル、BOEは4.3億ドル、LGディスプレイは2億ドルになると予想される」として「今後、小型OLED材料市場はスマートフォン用rigid OLED出荷量の急激な減少をfoldable OLED市場がどれだけ代替するかによって変動するだろう」と述べた。

また、ユンアナリストは「2027年大型OLED用材料市場において、LGディスプレイのWOLEDとサムスンディスプレイのQD-OLEDの出荷量は各々1200万台と300万台と見込まれ、発光材料購買額も各々4.3億ドルと1.4億ドルになると展望される」と言及した。

本レポートでは、2027年OLED蒸着方式別ではRGB OLEDが66.6%で最も多い占有率を占め、WOLEDが16.5%、RGB 2 stack OLEDが11.4%、QD-OLEDが5.5%を占めると予測している。

▶ 2023 OLED 発光材料 レポート

2027年OLED発光材料市場、年平均8.6%成長率で27.5億ドルの展望

UBIリサーチが最新発刊した「4Q22 OLED Emitting Material Market Track」によると、2022年第3四半期の全世界パネル業者のOLED発光材料購買額は4.96億ドルと集計された。これは前四半期対比20.9%、前年同期対比10.9%上昇した数値だ。

2022年第3四半期にはサムスンディスプレイのrigid OLED出荷量が2,000万台以下に減少し、rigid OLED用発光材料市場は縮小されたが、iPhone14シリーズ用にパネル業者等の新規パネル供給が増加し、重水素置換技術が適用された材料の使用拡大、為替レート上昇などが購買額増加に影響を及ぼしたと分析された。

一方、UBIリサーチは2022年の全体発光材料市場が18.2億ドルから年平均8.6%成長率で2027年には27.5億ドルに達すると展望した。

OLED発光材料市場展望

OLED発光材料市場展望

UBIリサーチのDae Jeong YOONアナリストは「小型OLED用材料市場でサムスンディスプレイはrigid OLED出荷量が持続的に減少するだろうが、foldable OLED出荷量が2027年までに8000万台に拡大し、2027年発光材料購買額は6.8億ドルと予想される。また、BOEとLGディスプレーの発光材料購買額は2027年にそれぞれ3.8億ドルと2.3億ドルと展望される」と明らかにした。

続いてYOONアナリストは「2027年大型OLED用材料市場でLGディスプレイのWOLEDとサムスンディスプレイのQD-OLEDの出荷量が各々1200万台中盤と200万台序盤と予想されることにより、発光材料購買額も各々4.2億ドルと1.3億ドルと展望される」と言及した。

レポートでは2027年OLED蒸着方式別にRGB OLEDが69.1%で最も多い占有率を占めると展望し、WOLEDが15.2%、RGB 2stack OLEDが11.1%、QD-OLEDが4.6%を占めると予想した。

▶OLED Emitting Material Market Track