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Diagram of different phases of ViP™ OLED devices showing the independent optimization of subpixel common layers to enhance display efficiency.

ViP™技術だけが実現できる高効率pTSF-OLED

Visionoxと清華大学のLian Duan教授チームは、ICDT 2026(International Conference on Display Technology)で、ViP™(Visionox intelligent Pixelization)技術を用いてOLEDの効率を向上させた研究成果を発表した。今回の発表は、ViP™プロセスの革新を主導してきたVisionoxと、pTSF(phosphor-assisted TADF-sensitized fluorescence)メカニズムを開発し量産に尽力した清華大学のLian Duan教授チームが、初めて共同論文を提出したという点で注目される。

ファインメタルマスク(FMM)方式で製造されるOLEDの画素開口率(APR)は20~30%しかないため、発光面積が狭く電流が集中し、効率の低下や材料の劣化が加速するという根本的な問題がある。Gen8以上の大面積基板ではマスクのたわみによりアラインが難しく、400ppi以上の高解像度OLEDパネルの生産において歩留まりの確保が課題である。

Visionoxが2023年5月に公開したViP™技術は、フォトリソグラフィ方式で画素をパターニングすることでAPRを50%以上にすることができ、FMMでは不可能だったR・G・B各サブピクセルの共通層(HIL、HTL、EBL、ETLなど)を完全に独立して設計・最適化することができる。

この研究チームは素材、厚さ、発光メカニズムという3つの軸を中心に、ViP™技術による効率向上の効果を体系的に解明した。MM方式では、青色デバイスの性能に応じて正孔輸送層(HTM)が選ばれていたが、ViP™方式では各サブピクセルの発光特性に合わせて独立して共通層を選択することができる。

既存のFMM方式のReference機器からPhase 1、Phase 2へと移行し、RGB各サブピクセルの共通層(CAT、CPL、ETL、EBLなど)が独立して最適化される構造変化を示すViP™ OLEDダイアグラム

Visionoxと清華大学の研究チームが公開したViP™ OLED素子の構造最適化段階。FMMの限界を克服し、各サブピクセルの共通層を独立して設計することで効率向上の効果を立証した。(出典:Visionox & 清華大学)

同一のHOMOレベル(-5.2 eV)を持つ3種類のHTM材料について、正孔移動度に基づく特性を比較した結果、 高電界において正孔移動度の低下率が著しく低いHTMベースの赤色素子は高輝度域での効率ロールオフ(G16/G255)が101%となり、事実上ゼロに収束し、基準素子と比較してLT95寿命が48%増加した。

膜厚の最適化に関しては、SETFOS光学シミュレーションを通じて2段階の最適化効果を定量的に検証した。第1段階において、陰極(CAT)とキャッピング層(CPL)の厚みをR・B素子に合わせて個別に調整するだけで白色効率が5%向上し、第2段階においてHTL・EBL・ETLの厚みをRGBそれぞれに合わせて最適化することで、緑色9%、赤色3%、青色2%ずつさらに効率が向上した。両段階を合算した白色効率の改善幅は7%を超え、これは素材の革新による年間効率向上分(5~10%)に匹敵する水準である。

発光メカニズムの観点では、ViP™方式は各発光色ごとに素子構造の最適化が可能である。pTSFメカニズムに基づく青色素子は、理論効率がTTA(三重項-三重項消光)蛍光素子に比べて1.6~2.5倍に達し、pTSFメカニズムを白色パネルに適用すれば、全体効率を最大55%まで引き上げることができる。しかし、FMM量産ラインで製造されるOLEDは、pTSF方式の緑色および青色画素のHTMとEBMのHOMO/LUMOエネルギーレベルが衝突するため、単一パネル内では効率を向上させることが難しい。ViP™はこの障壁を構造的に解決し、pTSF方式の緑色素子とpTSF方式の青色素子を1つのパネルに統合する道を開く。

今回の研究は、素材サプライヤーと装置メーカー間のエコシステム協力が強化されるほど、ViP™技術による効率向上の効果がさらに加速することを示唆している。大型ITパネル(モニター・ノートPC)、AR/VRヘッドセット、車載ディスプレイなど、高解像度と低消費電力の特性が求められる次世代応用分野においてViP™-pTSF技術の組み合わせは、FMMベースの量産ラインでは提供できない差別化された競争力の核心要素として浮上する見通しだ。

Changho Noh, Senior Analyst at UBI Research (chnoh@ubiresearch.com)

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Presentation slide outlining Visionox's pTSF technology roadmap from concept to 2026 mass production at ICDT 2026.

Visionox、pTSF技術の進化によりBT.2020を95%実現

ICDT 2026でVisionoxのGuomeng Li博士は、pTSF(Phosphor-assisted TADF sensitized fluorescence)技術を適用したパネルの量産ロードマップを公開し、従来のリン光OLEDの限界と指摘されてきた広いスペクトルとショルダーピークの問題を改善することで、OLEDの色再現技術が新たな転換点に差し掛かっていることを発表した。2025年のSIDでは、VisionoxはpTSFを適用したグリーンOLEDを用いてDCI-P3およびAdobe RGBレベルの色域を実演し、技術的な可能性を提示した。

ICDT 2026でGuomeng Li博士が発表中のVisionoxのpTSF技術開発および2026年量産ロードマップ

Guomeng Li博士がICDT 2026で発表するVisionoxのpTSF開発ロードマップ。2026年にBT.2020 pTSF技術の本格的な量産商用化を目標としている。(出典:UBIリサーチ)

次世代OLED発光技術であるpTSF技術は、リン光材料をセンシタイザーとして活用し、狭いスペクトルの蛍光発光材料にエネルギーを伝達することで、エキシトンを100%活用でき、色純度の向上が可能である。

VisionoxはSID 2025でCIEx<0.21のpTSF性能を提示したが、1年も経たないICDT2026ではCIEx座標0.17とBT.2020 95%レベルを達成した。併せて、既存の量産型リン光OLEDと比較して、効率は30%以上、寿命は50%以上改善されたと報告した。

Visionoxは、ホスト材料、リン光増感剤、狭帯域蛍光ドープ剤の組み合わせを最適化し、励起子再結合領域を制御することで、効率低下の要因を低減したと発表した。特に、再結合領域の拡大を通じてTTAとTPAを緩和し、それによって効率と寿命の向上を同時に達成したと説明した。また、温度依存性IVL特性、高温駆動時の安定性、静電容量の変化などの評価においても、安定した特性が確認されたと付け加えた。

Visionoxは、pTSF技術の開発経緯と量産計画も併せて提示した。発表によると、pTSFは2014年に清華大学のDuan教授の研究チームが概念を提案して以来、2019年にマルチ共鳴に基づく高純度グリーン材料の開発やエネルギー伝達、素子構造の最適化を経て、技術基盤を確立した。その後、2021年のG4.5パイロットテスト、2024年のG6テストを通じてプロセスおよび装置の検証と歩留まりの改善を進め、2025年のSIDでpTSF技術のデモを公開した。同年下半期には、顧客企業の製品を通じて初期量産および商用化段階に入ったと述べた。

Visionoxは2026年をBT.2020 pTSF技術の量産適用時期として提示し、関連技術の商用化を拡大していく計画であると明らかにした。

UBIResearchのハン・チャンウク副社長は、「pTSF技術は、単なる色域の拡大にとどまらず、効率と寿命を同時に確保しながらBT.2020レベルの超広色域を実現できるという点で大きな意義がある」とし、「今後、プレミアムOLED市場では色再現性を中心とした競争がさらに激化し、pTSFのような高色純度発光構造が中核技術として定着する可能性が高い」と分析した。

Changwook Han, Executive Vice President/Analyst at UBI Research (cwhan@ubiresearch.com)

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Display of Visionox's 4th generation pTSF OLED technology on smartphones at SID 2025.

清華大学-Visionox、第4世代OLED「pTSF」量産を正式発表… 「韓国の追撃を超え技術的自立へ」

中国ディスプレイ産業は生産量1位を超え、核心素材技術の自立に向けた里程標を打ち立てた。清華大学とVisionoxは7日、北京清華大学で共同主催した技術フォーラムを通じ、第4世代OLED発光技術であるPhosphor-assisted Thermally Activated Delayed Fluorescence Sensitized Fluorescence(pTSF)技術の量産成功を正式に宣言し、これを適用した成果を公開した。今回の発表は、これまで学界の可能性領域にとどまっていた次世代素材技術が、実際の量産ライン(Mass Production Line)に成功裏に導入され、商用化段階に入ったことを示す重要な出来事と評価されている。

Phosphor-assisted Thermally Activated Delayed Fluorescence Sensitized Fluorescence(pTSF)技術は、高効率・長寿命・高色純度という三要素を同時に満たすことが困難だった既存OLEDの「不可能三角形(Impossible Triangle)」という難題を解決した第4世代技術である。この技術は、TADFホスト、蛍光補助ドーパント(Sensitizer)、蛍光発光体(Emitter)で構成される独創的な三重エネルギー伝達システムを構築し、内部エネルギーを損失なく捕捉し、迅速に発光体に伝達することで効率と寿命を最大化する原理で動作する。

特に今回のフォーラムでは、5月に世界最大のディスプレイ学会「SID 2025」で学界の注目を集めた緑色(Green)蛍光体補助熱活性化遅延蛍光増感蛍光(pTSF)素子の量産性能データが再確認され、注目を集めた。

SID 2025で実演されたVisionoxの低電力特化型「Product A」(左)と超高画質特化型「Product B」(右)pTSF OLEDパネル (出典:SID 2025)

SID 2025で実演されたVisionoxの低電力特化型「Product A」(左)と超高画質特化型「Product B」(右)pTSF OLEDパネル (出典:SID 2025)

Visionox はG6量産ラインで製造された2種類のパネル(Product A、Product B)の性能を公開した。低電力特化モデルである「Product A」は、既存の蛍光OLED製品と比較して消費電力を12%削減し、寿命(LT95)は15%以上向上させたことが明らかになった。また、超高精細特化モデルである「Product B」は、DCI-P3とAdobeRGBの色域をいずれも99.5%以上満たす色再現率を達成し、画質面でも飛躍的な成果を示した。これは研究チームが独自開発したエキシプレックス(Exciplex)ホストの適用と素子構造の最適化によりエネルギー伝達効率を高め、高価な材料であるドーパントの使用量を約10%削減した成果である。

今回公開された技術は、HonorのMagicシリーズやNubiaの最新モデルに搭載されると推測される。HonorとNubiaはVisionoxの長年の核心パートナー企業であり、過去にもVisionoxの新技術(高リフレッシュレート、UDCなど)を真っ先にフラッグシップラインナップに導入してきた実績があるため、今回の第4世代技術も優先的に供給を受けた可能性が非常に高い。

清華大学とVisionoxは今回の緑色素子の量産成功を足掛かりに、今後赤色と青色素子領域までPhosphor-assisted Thermally Activated Delayed Fluorescence Sensitized Fluorescence(pTSF)技術を拡大適用するロードマップを提示した。現在、研究チームは技術的難題とされる赤色MR発光体と青色補助蛍光体の安定性確保に注力しており、これによりOLED全領域における素材技術の完全な自立を達成する計画だ。中国側は今回の成果が中国ディスプレイ産業が追随者から技術主導者へ転換する重要な契機となるという見方を示している。

SID 2025現場で展示されたVisionoxの高効率pTSF OLEDデバイス (出典:Visionox)

SID 2025現場で展示されたVisionoxの高効率pTSF OLEDデバイス (出典:Visionox)

Changho Noh, Senior Analyst at UBI Research  (chnoh@ubiresearch.com)

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Visionox、第4世代OLED技術をpTSF方式で実現

Visionoxは「SID 2025 国際ディスプレイ学会」において、第4世代OLED技術であるpTSF(Phosphor-assisted Thermally Activated Delayed Fluorescence Sensitized Fluorescence)の商用化の可能性を実証した。pTSFはハイパーフルオレッセンスOLEDの一形態であり、高色純度・高効率・長寿命を同時に実現する次世代ディスプレイ向けの有望な技術として注目されている。

今回開発されたグリーンOLED素子は、従来のDCI-P3色域を超えてAdobeRGBおよびBT.2020の要件を満たす超広色域を実現した。特に、pTSFベースのハイパーフルオレッセンスOLED素子は、CIEx < 0.21、FWHM(半値全幅)21〜27nmの高い色純度を示し、既存の燐光OLEDと比較して最大12%の効率向上と20%の寿命延長を達成したと報告した。

pTSF技術は、蛍光発光体の高い色純度、TADFホストによる100%の励起子利用、燐光補助材を介した効率的なエネルギー移動という3つの要素を組み合わせており、従来のOLED構造に比べて発光効率と安定性に優れる。また、G6量産ラインに対応した蒸着プロセスの最適化により、材料使用量を10%以上削減しつつ性能を維持している。

この技術を応用したプロトタイプ製品AおよびBは、既存のVisionox製品と比べてそれぞれ12%および6%の消費電力削減を実現した。さらに、DCI-P3およびAdobeRGBの色域カバレッジがいずれも99.5%以上を記録し、高温・高湿環境における信頼性試験でも商用製品と同等の性能を示した。

Visionoxは、今回の成果がハイパーフルオレッセンスOLEDの商用化に向けた重要なステップであるとし、今後はグリーンに加えてレッドおよびブルーのpTSF構造も開発し、BT.2020全色域のカバーを目指すとしている。

本研究は、中国の国家重点研究開発計画および清華大学化学科との共同研究により進められ、「SID 2025」学会にて試作品展示とともに発表された。

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

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