エンジニアは、近い将来、電子デバイスのディスプレイに使用できる、薄くて柔軟なハイブリッド材料で作られた半導体を発明しました。
大企業のエンジニアは、電子機器向けに折りたたみ式で柔軟なディスプレイ画面の設計に注目してきました。 デバイス コンピューターや携帯電話など。目標は、紙のように感じられる、つまり折り曲げ可能でありながら電子的に機能する表示画面です。世界最大の携帯電話メーカーの 1 つであるサムスンは、おそらく間もなくフレキシブル携帯電話を発売するでしょう。彼らは柔軟なシステムを開発しました オーガニック 割れにくい表面を持つ発光ダイオード (OLED) パネル。軽量ですが丈夫で堅牢で、高温にも耐えます。その最も注目すべき特徴は、携帯電話のディスプレイ設計者が今日直面している最大の課題である、デバイスが落下した場合でも、このディスプレイが壊れたり損傷したりしないことです。通常の液晶画面は曲げても表示され続けますが、内部の液体の位置がずれるため、歪んだ画像が表示されます。新しいフレキシブル OLED スクリーンは、ディスプレイを歪めることなく曲げたり湾曲させることができますが、それでも完全に折りたたむことはできません。将来的には、より柔軟なナノワイヤを使用することで、柔軟性をさらに高めることができます。量子ドット発光ダイオード ディスプレイは、ナノ結晶を使用して高品質の鮮明な光を生成するため、より柔軟です。ディスプレイは依然として、保護のためにガラスまたは他の素材でカプセル化する必要があります。
フレキシブルスクリーンを構築するための新素材
で公開された最近の研究では 先端材料 オーストラリア国立大学 (ANU) の技術者が初めて、から作られた半導体を開発しました。 オーガニック 電気を効率よく光に変換する無機材料。この半導体は超薄型で非常に柔軟なため、ユニークです。の オーガニック デバイスの一部である半導体の重要な部分は、原子 3 個分の厚さしかありません。無機部分も小さく、原子 2 個分の厚さです。この材料は、1D 記述から 1D 構造を構築するのと同様の、「化学蒸着」と呼ばれるプロセスによって構築されました。半導体は肉眼では見ることができず、機能するトランジスタを備えたXNUMXcm×XNUMXcmの大きさのチップ上の金電極の間にあります。このようなチップ XNUMX つには、数千のトランジスタ回路を保持できます。電極は電気の入出力点として機能します。構築したら、材料の光電子特性と電気特性を特徴付けました。このハイブリッド構造は、 オーガニック 無機コンポーネントは電気を光に変換し、携帯電話、テレビ、その他のデバイスに表示を提供します。発光は、高解像度のディスプレイほどシャープで優れていることがわかります。
このような材料は、近い将来、デバイスを曲げることができるようにするために使用できます（例：携帯電話）。 画面やディスプレイの損傷は携帯電話では非常に一般的であり、この資料が救いの手を差し伸べることができます。 大画面のスマートフォンの人気と需要が高まる中、ディスプレイに傷や破損、落下などが発生しにくいように耐久性を確保する必要があります。ハイブリッド構造は、従来の半導体よりも効率の面で有利です。完全にシリコン製。 この資料は、携帯電話、テレビ、デジタルコンソールなどの画面を作成したり、いつかコンピューターを作成したり、携帯電話をスーパーコンピューターと同じくらい強力にするために使用できます。 研究者たちはすでにこの半導体をより大規模に製造して商品化できるように取り組んでいます。
電子廃棄物への取り組み
2018 年には合計約 50 万トンの電子廃棄物 (e-waste) が発生すると推定されており、リサイクルされる量は非常に限られています。電子機器廃棄物は、古いコンピューター、オフィス用または娯楽用電子機器、携帯電話、テレビなど、寿命に達し、廃棄する必要がある電子機器や機器で構成されます。大量の電子機器廃棄物は、環境に対する大きな脅威です。そして私たちの天然資源や周囲に取り返しのつかない損害を与えることは間違いありません。この発見は、高性能を発揮する電子デバイスを設計するための出発点となります。 オーガニック 「バイオ」素材。携帯電話が柔軟な素材でできていれば、リサイクルが容易になるでしょう。これにより、世界中で毎年発生する電子廃棄物が削減されます。
折りたたみ式でフレキシブルな電子機器の未来は非常に爽快になるでしょう。 エンジニアはすでに、デバイスを巻物のように巻き上げることができるロール可能なディスプレイを考えています。 最も高度なタイプの表示画面は、紙のように折りたたんだり、曲げたり、つぶしたりすることができますが、きれいな画像を表示し続けることができます。 もうXNUMXつの分野は、伸ばすと厚くなり、高エネルギーの衝撃を吸収し、歪みを補正するために自己再調整できる「オーセティック」材料の使用です。 このようなデバイスは、軽量でありながら柔軟性があります。
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ソース
Sharma A etal。 2018.原子的に薄い有機-無機タイプIヘテロ構造を横切る効率的で層依存の励起子ポンピング。 先端材料。 30（40）。
https://doi.org/10.1002/adma.201803986
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