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伸び縮みする有機ＥＬディスプレイ
【ナノテク】発信：2009/06/04(木) 11:55:34
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東京大学大学院工学系研究科の染谷隆夫教授、関谷毅助教、大日本印刷㈱、理研基幹研究所、産総研などの研究チームは、有機ＥＬを用いた伸び縮みするディスプレイの作製に世界で初めて成功した。ネイチャーマテリアルズ・オンライン版に５月１１日掲載された。
壁や日常的に使う様々なモノの表面が電子化している社会、このようなユビキタスな社会を実現するには、伸縮性があり曲面でも性能を失わず稼動するエレクトロニクスが必要だ。
研究チームでは、ディスプレイに電圧をかけると自発光する有機ＥＬ素子と電子スイッチの有機トランジスタなどを組み合わせたディスプレイを作製、その配線に今回開発した印刷可能な伸縮性導体を利用した。
キーとなる伸縮性導体は、単層のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）をイオン液体でほぐして、共重合体のフッ素ゴムと混合したもの。以前は材料の粘性が低く、シートの上に印刷できなかった。今回、ＣＮＴとフッ素ゴムを、従来の超音波による混合法でなく、ジェットミル法という高速ジェットで混合する方法を利用して、高粘性で印刷可能な材料の開発に成功した。
この材料は、ＣＮＴがフッ素ゴム中に均一に分散することで、ナノスケールで導電性のネットワークを構築している。従来は混合の過程で、ＣＮＴの長さが短くなり導電性が下がっていたが、今回の混合法では長いまま、さらに均一に混ざることで使用するＣＮＴの量を少なくできた。
この伸縮性導体は、ゴム状の弾性体では、世界最高導電率１０２ジーメンス／ｃｍを実現、さらに伸縮率は１１８％で、発光強度は、銅配線と比較して１０％しか減少しない。スクリーン印刷で簡便に微細パターンを作ることができる。今回、ゴムシートの上に印刷し、配線を１００μｍ精度で印刷した。
試作したディスプレイのサイズは１０×１０平方ｃｍ。有機ＥＬ素子１つ、有機トランジスタ２つ、キャパシタ１つで構成される一辺５ｍｍ、厚さ１ｍｍ弱のパーツを１画素とし、縦横に１６個ずつ配置、伸縮性導体で配線した。この状態で１０００回程度、３０～５０％引き伸ばしても機械的・電気的な劣化がない。
今後さらに、他の材料を使うなどして厚みを薄くできる可能性があることから、曲面、可動部におけるディスプレーのフレキシビリティ向上などが期待される。ディスプレーの大画面化や低消費電力などでも、有機ＥＬは優れていることから、大画面化も進めていくという。（科学、5月22日号4面）
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