プリンターで作成できる液滴レーザーディスプレイの開発に成功

2024/12/19　科学技術振興機構（JST）　

令和６年１２月１９日

筑波大学
産業技術総合研究所
科学技術振興機構（ＪＳＴ）

プリンターで作成できる液滴レーザーディスプレイの開発に成功

ポイント

レーザー発光する液滴をインクジェットプリンターで吐出させ、高速かつ大量にレーザー光源を作成する手法を開発し、この液滴に電場を加えることにより、発光のオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）の切り替えが可能なことを見いだしました。また、この液滴を基板上に並べた小さなレーザーディスプレイの作成に成功しました。

テレビやパソコン、スマートフォンのディスプレイは絶えず進化しており、画質や鮮明さ、そしてエネルギー効率が日々向上しています。その次世代型として期待されているのがレーザーディスプレイで、特に輝度と色再現度の面で、有機ＥＬや液晶ディスプレイといった従来の発光素子の原理的な限界を突破することができます。しかし、ディスプレイとして利用するためには、現在実現されている以上に素子を微細化し、高密度かつ大量に敷き詰めることが必要です。

本研究では、インクジェットプリンターで吐出した有機色素を添加したイオン液体の液滴が光励起によりレーザー光を発すること、およびその液滴に電場を印加することでレーザー光のＯＮ／ＯＦＦ切り替えが可能なことを見いだしました。液滴の直径は３０マイクロメートルと非常に小さく、また４平方センチメートルほどの大きな領域に高密度かつ大量に敷き詰めることができます。この液滴を電極で挟んで電場を印加したところ、球体の液滴が楕円（だえん）球体へと変形し、それに伴いレーザー光の放出が止まったことから、この液滴が電気的にスイッチ可能な「レーザーピクセル」として振る舞うことが明らかになりました。また、この液滴を２×３の配列に並べたデバイスにおいても、各ピクセルのレーザー発光をＯＮ／ＯＦＦできることが分かりました。

今後、電気的なデバイス構成やレーザー性能の向上により、実用的なレーザーディスプレイの実現に寄与すると期待されます。

本研究成果は、２０２４年１２月１７日付（現地時間）で「ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ」に掲載されました。

本研究は、科研費による研究プロジェクト（ＪＰ２４Ｋ０１３０６、ＪＰ２４Ｈ０１６９３、ＪＰ２２Ｋ１４６５６、ＪＰ２３ＫＫ００９９、ＪＰ２０Ｋ０４２９７）および科学技術振興機構（ＪＳＴ）による研究プロジェクト（戦略的創造研究推進事業ＣＲＥＳＴ（ＪＰＭＪＣＲ２０Ｔ４）、同ＡＣＴ－Ｘ（ＪＰＭＪＡＸ２０１Ｊ）、創発的研究支援事業（ＪＰＭＪＦＲ２３２Ｊ））の一環として実施されました。

＜プレスリリース資料＞

本文ＰＤＦ（１．４９ＭＢ）

＜論文タイトル＞

“Optically Pumped and Electrically Switchable Microlaser Array Based on Elliptic Deformation and Q-attenuation of Organic Droplet Oscillators”: ＤＯＩ：10.1002/adma.202413793

＜お問い合わせ先＞

＜研究に関すること＞

山岸洋（ヤマギシヒロシ）

筑波大学数理物質系助教
Tel：029-853-5479
E-mail：yamagishi.hiroshi.ffu.tsukuba.ac.jp
＜ＪＳＴ事業に関すること＞

安藤裕輔（アンドウユウスケ）

科学技術振興機構戦略研究推進部グリーンイノベーショングループ
〒102-0076 東京都千代田区五番町７Ｋ’ｓ五番町
Tel：03-3512-3531 Fax：03-3222-2066
E-mail：crestjst.go.jp

原田千夏子（ハラダチカコ）

科学技術振興機構戦略研究推進部先進融合研究グループ
〒102-0076 東京都千代田区五番町７Ｋ’ｓ五番町
Tel：03-6380-9130 Fax：03-3222-2066
E-mail：act-xjst.go.jp
＜報道担当＞

筑波大学広報局

Tel：029-853-2040
E-mail：kohosituun.tsukuba.ac.jp

産業技術総合研究所ブランディング・広報部報道室

E-mail：hodo-mlaist.go.jp

科学技術振興機構広報課

〒102-8666 東京都千代田区四番町５番地３
Tel：03-5214-8404 Fax：03-5214-8432
E-mail：jstkohojst.go.jp