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

结合MEMS和液体有机EL开发用于荧光测量的高性能光源

• 批准号: 18K13770
• 负责人: 桑江 博之
• 金额: $ 2.08万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K13770/
• 关键词: 計測工学; 有機EL; 液体半導体; 量子ドット; ＭＥＭＳ; 計測システム; 液体有機半導体

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。

The ultra-high-tech society welcomes, the patient's side medical treatment, and the on-demand optical measurement technology. In the middle of the liquid, organic EL liquid origin characteristics of the new excitation light source Liquid organic EL and solid organic EL have been compared. This research is aimed at the integration of MEMS technology and liquid organic EL, and the realization of high performance liquid organic EL light source. "Topic I: Improvement of light emission characteristics of organic EL light sources". The reasons for low light intensity of liquid organic EL light sources are discussed. In this paper, MEMS technology is used to construct the electron, luminance and precision measurement of electron and impurity. In the liquid organic EL, the extinction of the photon emission part is separated, and the luminance is more than 12 times. Add liquid organic EL elements to the surface of the substrate, and the brightness of the substrate can be restored. "Topic II: Construction of Honeycomb Technology for Liquid Organic Semiconductors in MEMS Structures" is the application of Honeycomb technology in the electrical field for liquid semiconductors to be integrated on on-chip devices. The liquid semiconductor solution can be used to control the humidity of the micro-MEMS electrode, and the liquid semiconductor solution can be used successfully. The research on "derivative effect" has been carried out for a long time, and the liquid organic EL light source and the light emitting element have been tested. Liquid organic EL elements are integrated The characteristics of the light source and the concentration of the liquid organic EL in the flow path are successfully identified. The implementation of this research project is expected to be an important issue for SDGs in a highly developed society.

项目成果

High-color-purity microfluidic quantum dots light-emitting diodes using the electroluminescence of the liquid organic semiconductor backlight

利用液体有机半导体背光源的电致发光的高色纯度微流量子点发光二极管

• 发表时间: 2019
• 作者: Masahiro Kawamura;Hiroyuki Kuwae;Takumi Kamibayashi;Juro Oshima;Takashi Kasahara;Shuichi Shoji;and Jun Mizuno
• 通讯作者: and Jun Mizuno

New Era of Device Science

器件科学的新时代

• 发表时间: 2019
• 作者: Takashi Kasahara;Hiroyuki Kuwae;Jun Mizuno
• 通讯作者: Jun Mizuno

ITOを用いたフレキシブル透明電極

使用ITO的柔性透明电极

• 发表时间: 2019
• 作者: Masahiro Kawamura;Hiroyuki Kuwae;Takumi Kamibayashi;Juro Oshima;Takashi Kasahara;Shuichi Shoji;and Jun Mizuno;桑江博之
• 通讯作者: 桑江博之

Position controllable liquid organic emitter device using electrowetting on dielectrics

使用电介质电润湿的位置可控液体有机发射器装置

• 发表时间: 2018
• 作者: Kenichi Atsumi;Akiko Fujiwara;Hiroyuki Kuwae;Shuichi Shoji;Jun Mizuno
• 通讯作者: Jun Mizuno

RGB All Liquid-Based Microfluidic Quantum Dots Light-Emitting Diodes Using Deep-Blue Liquid Organic Semiconductor Backlight

RGB全液基微流控量子点发光二极管采用深蓝色液体有机半导体背光源

• 发表时间: 2020
• 作者: Masahiro Kawamura;Hiroyuki Kuwae;Takumi Kamibayashi;Juro Oshima;Takashi Kasahara;Shuichi Shoji;and Jun Mizuno
• 通讯作者: and Jun Mizuno