国立大学法人東京大学と大日本印刷は2018年2月19日、人間の皮膚に貼り付け可能なディスプレイを開発したと発表した。東京大学の大学院工学系研究科教授である染谷隆夫博士の研究グループと大日本印刷の共同研究の成果だ。開発したディスプレイは、薄さ約1mmのゴムシートに16×24個（384個）の微細な発光ダイオード（LED）を埋め込んだもの。センサーで検出した人間の生体情報の表示する用途を想定して開発した。今回はメモリに保存した心電波形を表示したが、センサーで検知した心電波形を表示し、無線でそのデータを発信することも可能だという。
図 開発したディスプレイに心電波形の動画を表示したところ
出所 大日本印刷
今回開発したディスプレイは、薄く、伸び縮みするもので、人間の皮膚に直接貼り付けても人体の動きを妨げない。45％の伸縮を繰り返しても電気的特性、機械的特性を失うことがないという。この研究グループはこれまで、有機EL素子を埋め込んだ伸び縮みするディスプレイを開発してきた。人間の皮膚の形状にぴたりと合わせて、動きに追従させながらすべての画素を故障させずに動画を表示できたのは、今回が世界初の例になる。
一般に、伸縮するゴムシート上に硬い電子部品を実装しても、伸ばしたときに、柔らかいゴムシートと硬い電子部品が接する部分に力が集中して故障してしまう。今回は、力の集中を避ける構造を開発し、機械的な耐久性を確保して実用的なディスプレイを実現した。また、量産可能な実装方法で製造したため、低コストで生産可能という特徴もある。具体的には「スクリーン印刷」という手法でゴムシート上に銀の配線を実装し、電子基板上に部品を配置する「マウンタ」という機械で微細なLEDを並べた。LEDは、はんだペーストで配線に接続している。
今回開発したディスプレイに、センサーと無線通信機能を組み合わせれば、人間の生体情報の検知／表示し、スマートフォンやクラウドにデータを送信するシステムを構築できる。心臓疾患を持つ患者がこのシステムを利用すれば、心電波形データを24時間クラウドに送信し続けることが可能になり、医療機関がいつでも波形を確認できる。担当医が波形の変化を確認し、問題がなければディスプレイに特定の画像を表示して、患者に通知するという使い方などが想定できるとしている。
心電波形を24時間検知してクラウドにデータを送り続けるといったシステムは、スマートウォッチなどのウェアラブル機器で実現可能であり、担当医による分析結果もスマートフォンなどで確認できる。しかし高齢者や幼児など、スマートフォンの操作が困難な患者も多い。そのような患者に自身の生体情報を検知、確認する機器として今回開発した技術が役に立つと研究チームは考えている。今後、高齢化が急速に進む日本では特に必要になるだろう。
大日本印刷は今後、専用の製造技術を開発して集積度向上と面積拡大を図りながら、信頼性の向上に取り組み、3年以内の実用化を目指すとしている。
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