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圧力の強さを感知できるフレキシブルタッチスクリーンを開発

UNIST、銀ナノワイヤを整列して大面積透明電極を製造


圧力の強さを感知できる大面積透明電極から成る「フレキシブル力学変色型圧力感知タッチスクリーン」が開発された。

研究を行った研究者はUNIST(蔚山科学技術院)エネルギーおよび化学工学部のコ・ヒョンヒョプ教授チームと米国デューク大学のStephene L. Craig教授チーム。このタッチスクリーンは押す力の位置だけでなく強度も感知することの可能な3次元圧力センサーを基盤に、筆記パターンを認識して強度が強いほど色が濃く見えるようにするなど独特な技術で注目されている。

このタッチスクリーンは大面積で交差整列された銀ナノワイヤ(silver nanowire)基盤の透明電極と、力が加わると色が変わる力学変色型(mechanochnromic)の高分子を結合したもの。

銀ナノワイヤは断面の直径がナノメートル(㎚)単位である非常に細いワイヤ。この物質は柔軟で伝導性にすぐれ透明電極の材料として脚光を浴びている。しかし銀ナノワイヤは制御することが容易ではなく大面積で均一な(uniform)フィルムを作ることが難しかった。

コ・ヒョンヒョプ教授チームはこうした限界を克服するために産業界の印刷工程で広く利用される「バーコーティング法」で銀ナノワイヤを規則的に交差整列させる技術を開発した。本技術で作った縦横20cmの大面積銀ナノワイヤ基盤の透明電極は電気がよく通じ透明で、表面がなめらか。

本研究を主導したチョ・スンセ研究員は「既存の銀ナノワイヤ透明電極製造法は無秩序かつ不均一なフィルムを作るのにとどまり大面積化が困難だった。今回開発した技術を用いれば、商用化されているバーコーティング技術を応用して大面積の銀ナノワイヤフィルムを簡単に製造できる」と話している。

研究チーム関係者によると力学変色型高分子は使用者が押す力を感知して色の濃さで識別することが可能。これをタッチスクリーンに使用すれば既存の抵抗膜方式のタッチスクリーンが位置だけを表示する限界を克服できる。使用者がタッチスクリーンを押す強度によって変化する色の濃さを精密に分析すれば、押した位置と強度を同時に認識できるため。

研究に当たったカン・セウォン研究員は「人間がタッチスクリーンに文字を書くときの接触強度を精密に認識して人ごとに違う筆記パターンを分析できる。3次元の圧力感知を通じて新たな概念の機械と人間間のインターフェース実現が可能になるだろう」と話している。

コ・ヒョンヒョプ教授は「バーコーティングに基づく大面積銀ナノワイヤ整列技術は産業界における銀ナノワイヤ透明電極の限界を克服することが可能なだけに早期商用化に寄与するだろう」と述べた。

研究成果はナノ工学分野の国際学術誌『ACS Nano』最新湖に発表された。







[2017-04-20]

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