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Aug 06, 2023

柔軟なナノチューブ

エリザベス・モンタルバーノ | 2023 年 8 月 25 日 水にさらされても光を発し、透過する耐水性、透明性、柔軟性に優れた有機発光ダイオード (OLED) の発明により、

エリザベス・モンタルバーノ | 2023 年 8 月 25 日

研究者らによると、水にさらされても発光、透過する耐水性、透明性、柔軟性に優れた有機発光ダイオード（OLED）の発明は、より耐久性の高い防水ディスプレイ技術の新たな波への道を開く可能性があるという。技術を開発しました。

韓国科学技術院 (KAIST) 電気工学部の研究者らは、炭素ベースの材料 MXene を使用して OLED を開発しました。OLED は、屋外のディスプレイにも使用できます。これは、下でも肉眼で検出できる明るさを発するためです。日光だ、と彼らは言いました。

透明でフレキシブルなディスプレイは、自動車からスマートテキスタイルに至るまで、あらゆるもののためのディスプレイ技術の前進となると考えられています。 ただし、わずかな変形でも簡単に壊れる傾向があります。

より長持ちし、耐久性の高いディスプレイを作成するために、科学者はカーボン ナノチューブ、グラフェン、銀ナノワイヤ、導電性ポリマーなどのさまざまな新素材を実験してきました。

高い導電性と光透過率を備えた 2D 材料である MXene も、それらの材料の 1 つです。 しかし、その電気特性は大気中の湿気や水にさらされると簡単に劣化してしまうため、これまで情報ディスプレイの開発への使用は大幅に制限されていたと研究者らは述べた。

この問題を解決するために、KAIST電気工学部のKyung Cheol Choi教授と国立ナノファブセンター(NNFC)のYonghee Lee博士が共同率いるチームは、OLED材料を保護するためにカプセル化膜を適用した。

具体的には、研究者らは湿気を遮断し、残留応力を相殺することで柔軟性を提供し、最終的には二層のカプセル化膜を製造した。 さらに、厚さ数マイクロメートルの薄いプラスチックフィルムを最上層に貼り付けることで、劣化せずに水洗いできるようにした。

この膜は湿気や酸素によって引き起こされる酸化から材料を保護し、最終的には長寿命で外部環境要因に対して高い安定性を備えたMXeneベースのOLEDを生成すると、彼らは学術誌ACS Nanoに掲載された論文で報告した。

具体的には、OLED は、1,000 cd/m2 以上の輝度を発する赤 (R)/緑 (G)/青 (B) OLED です。 MXene ベースの赤色 OLED については、研究者らは 70% の発光下で 2,000 時間のスタンバイ保存寿命を確認しました。 スタンバイ動作寿命は 1,500 時間 (60% 発光下)。 彼らは、1.5 mm 未満の低い曲率で 1,000 サイクルに耐える柔軟性を報告しました。

研究者らはまた、OLED が 80% の発光で水中に 6 時間浸漬された後でも性能を維持できることを実証しました。 また、パターニング技術を利用してOLEDをパッシブマトリックスの形で製造し、文字や形状を表示することで透明ディスプレイとして利用できることを実証した。

「マトリックス型のMXene OLEDを製造し、単純な文字や形状を表示することで、透明ディスプレイの分野におけるMXeneの応用の基礎を築きました」と、このプロジェクトの研究者の一人であるKAIST大学院生のSo Yeong Jeong氏は述べた。

実際、この研究は他の研究者にMXeneを電気機器の開発に適用する方法のガイドラインを提供するはずだとChoi氏は述べた。 ただし、自動車、ファッション、機能性衣類など、柔軟で透明なディスプレイが必要な他の分野にも応用できます。

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