MEMSと液体有機ELの融合による高性能蛍光計測用光源の開発

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超高齢化社会を迎え、患者の側で医療を行うためのon demand蛍光計測技術が注目されている。その中で、液体有機ELは液体の由来の特性を活かし新しい励起光源として注目されている。しかし、液体有機ELは従来の固体有機ELと比較し課題が残っている。本研究ではMEMS技術と液体有機ELの融合による高性能液体有機EL光源の実現を目的として研究を行った。「課題I有機EL光源の発光特性改善」これまで、液体有機ELにおける光強度低下の原因となる消光種について、ほとんど研究が行われていなかった。本研究では、MEMS技術により構築した素子を用い、輝度を精密に測定することで、消光子はイオン性不純物ではないことを突き止めた。さらに、液体有機ＥＬ中の消光子を発光部より拡散・分離させることで、輝度を12倍以上回復させた。加えて、液体有機ＥＬ素子をフレキシブル化することで、屈曲により輝度回復度が可能であることを示した。「課題II MEMS構造による液体有機半導体のハンドリング技術の構築」液体半導体をオンデマンドにデバイス上でハンドリングするために、電界による濡れ性制御 (エレクトロウェッティング)技術を応用した。液体半導体を乳濁液とすることで、エレクトロウェッティングの適応が可能であり、微小MEMS電極を用いることで局所的に濡れ性を制御し、液体半導体溶液の動きをコントロールすることに成功した。「派生効果」研究が予定より進展した為、液体有機ＥＬを光源とした蛍光検出素子のプロトタイプを試作した。液体有機ＥＬ素子の上に、マイクロ流体素子を集積化させた。量子ドットにより標識化した蛍光サンプルをマイクロ流路中に流し、液体有機ＥＬを光源として励起することで、サンプルの濃度を特性することに成功した。本研究課題の遂行により開発された技術は、高齢化社会というSDGsの重要課題のブレークスルーになることが期待される。