世界初、完全3Dプリントによるフレキシブル有機ELディスプレイを開発
- asayed1
- Oct 29, 2022
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ミネソタ大学ツインシティーズ校の研究者は、画期的な新しい研究で、カスタマイズしたプリンターを使って、フレキシブルな有機発光ダイオード（OLED）ディスプレイを完全に3Dプリントすることに成功しました。この発見により、将来的には、技術者が安価な微細加工設備を使用する代わりに、家庭で誰でも3Dプリンターを使用して広く生産できる低価格のOLEDディスプレイが実現する可能性があります。本研究は、米国科学振興協会が発行する査読付き科学雑誌「Science Advances」に掲載されました。サイエンス（AAAS）。
有機ELディスプレイは、有機材料層を使って電気を光に変換する技術である。有機ELは高品質なデジタルディスプレイとして機能し、テレビ画面やモニターなどの大型機器からスマートフォンなどの携帯型電子機器まで、フレキシブルに使用することができる。有機ELディスプレイは、軽量で省電力、薄型で柔軟性があり、広い視野角と高いコントラスト比を持つことから、人気を集めている。
「ミネソタ大学機械工学部Kuhrmeyer Family Chair教授で、本研究の主執筆者であるMichael McAlpine氏は、「有機ELディスプレイは通常、大規模で高価な超クリーンな製造設備で生産されています。"私たちは、基本的にそのすべてを凝縮して、カスタムメイドでテスラモデルSと同じくらいのコストのテーブルトップ3Dプリンターで有機ELディスプレイを印刷できるかどうかを確かめたかったのです。"
同グループは、以前にもOLEDディスプレイの3Dプリントを試みたことがありましたが、発光層の均一性に苦労していました。他のグループは、ディスプレイを部分的に印刷しましたが、スピンコートや熱蒸発に頼って特定の部品を蒸着し、機能的なデバイスを作製しました。
今回、ミネソタ大学の研究チームは、2つの異なる印刷方法を組み合わせて6つのデバイス層を印刷し、完全に3D印刷されたフレキシブル有機発光ダイオードディスプレイを作製しました。電極、相互接続、絶縁体、封止材はすべて押出印刷で、活性層は同じ3Dプリンターを用いて室温でスプレー印刷しました。表示されたプロトタイプは一辺が約1.5インチで、64個のピクセルがあります。どの画素も動作し、光を表示します。
この研究の筆頭著者で、2020年にミネソタ大学の機械工学博士号を取得し、現在はMITの博士研究員であるRuitao Su氏は、「何かが得られるとは思っていましたが、おそらく完全に動作するディスプレイではないでしょう」と述べています。"しかし、その後、すべてのピクセルが動作していたことが判明し、私がデザインしたテキストを表示することができます。最初の反応は『本物だ！』でした。一晩中、眠れませんでしたよ。"
Suは、3Dプリントされたディスプレイは柔軟性もあり、封止材でパッケージングすることも可能で、様々な用途に活用できると述べています。"このデバイスは、2,000回の曲げサイクルにわたって比較的安定した発光を示したので、完全3Dプリント有機ELは、ソフトエレクトロニクスやウェアラブルデバイスの重要な用途に使用できる可能性があることを示唆しています。"とSu氏は述べています。
研究者らは、次のステップとして、より高解像度で輝度の高い有機ELディスプレイの3Dプリントを目指すと述べています。私たちの研究の良いところは、製造がすべて組み込まれていることです。ですから、20年先の『絵に描いた餅』のような話ではないのです。"これは、我々が研究室で実際に製造したもので、ほんの数年以内に、家庭や外出先で、小型の携帯プリンターであらゆる種類のディスプレイを印刷できるようになることは、想像に難くありません。"
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