韓国研究チーム、次世代TV発光素材「PeLED」開発で成果

韓国科学技術院(KAIST)はベ・ビョンス新素材工学科教授の研究チームがソウル大学材料工学部のイ・テウ教授の研究チームと共に、新たな「ペロブスカイト発光ダイオード(PeLED)」ディスプレイ素材を開発したと24日、明らかにした。

ペロブスカイトは、二種類の陽イオンと一種類の陰イオン(ハロゲン)が1:1:3の割合で、特殊な格子構造をなしている物質をいう。構成元素の種類に応じて、様々な特性を示し、このうちいくつかは、次世代ディスプレイ素材として注目されている。

PeLEDはペロブスカイトを発光材料(光を出す物質)として使用するLEDの種類である。現在、有機発光ダイオード(OLED)、量子ドット発光ダイオード(QLED)より生産単価が低く、洗練された色の実装が可能であるという長所がある。

ペロブスカイトは、光、熱、水分、酸素などにさらされると、パフォーマンスが大幅に低下するという問題があることから商用化はされていない。学界ではこれまでペロブスカイト表面を他の物質でコーティングするなどの方法が研究されてきたが、ペロブスカイトの構造と製造工程が複雑になるという別の問題が生じていた。

研究チームは、物質の構造と製造工程を単純に維持しながら、問題を解決することに成功したという。熱に強いシロキサンをペロブスカイトと特殊な方法で化学反応させた。比較的小さなシロキサン粒子のいくつかがペロブスカイト粒子をカプセルのように覆い保護するようにした。水分と酸素の浸透を分子単位で精巧に防ぎながらも、従来の発光性能を維持することに成功したという。

研究チームは、高温・高湿環境でのパフォーマンスを測定した結果、発光効率(電気で光を作るの割合)が、元の70%以上に維持されていることが確認され、この保持期間は600日以上になると計算されたとのこと。

研究チームは、「シロキサンカプセルがペロブスカイトを構成する成分である鉛の毒性も防いで与えることができる」と付け加えた。現在、高性能を発揮するページローブスカイトは、毒性の強い重金属である鉛成分を含んでおり、安全性の問題も解決が必要な状況である。

ペ教授は「既存の合成工程をそのまま維持し、コストの面でも有利である」とし「次世代ディスプレイの発光材料の商用化を早めるきっかけになるだろう」と述べた。

研究成果は、国際学術誌「アドバンスト・マテリアルズ(Advanced Materials)」に4日表紙論文として掲載された。
 
(写真:iStock)
 
(参考記事:「韓国KAIST「次世代量子光源のための半導体量子ドット対称性制御技術を開発」」)
(参考記事:「KAISTがOLEDに適用可能なスクトラクチャブル基盤開発」)
(参考記事:「韓国KAIST教授、メモリ中心のAIシステム開発発表」)

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