目前一些手機(jī)制造商已推出折疊屏手機(jī)，但如果可以把手機(jī)屏幕卷起來(lái)，放在你的錢包里呢？或者把它戴在手腕上當(dāng)做手表來(lái)戴呢？圣路易斯華盛頓大學(xué)麥凱爾維工程學(xué)院正在開發(fā)的數(shù)字顯示器的下一步或可以使之成為現(xiàn)實(shí)。普雷斯頓·M·格林系統(tǒng)工程與電氣工程系副教授王川實(shí)驗(yàn)室的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種新材料，該材料具有LED和OLED這兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并有一種新的制造方法--使用噴墨打印機(jī)。
這項(xiàng)研究本月發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。
用有機(jī)小分子或高分子材料制成的OLED，既便宜又靈活。王川說(shuō)：“你可以彎曲或拉伸它們--但它們的性能相對(duì)較低，壽命也短。無(wú)機(jī)LED，如microLEDs，性能高，超亮，非常可靠，但不靈活，而且非常昂貴?！?/p>
“我們所做的是一種有機(jī)-無(wú)機(jī)化合物，”他說(shuō)?！八哂羞@兩個(gè)世界的特性?！彼麄兪褂昧艘环N特殊類型的晶體材料，稱為有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦-盡管有一個(gè)新的轉(zhuǎn)折。創(chuàng)造一層薄薄的鈣鈦礦的傳統(tǒng)方法是將其滴在一個(gè)平坦的、旋轉(zhuǎn)的基底上，就像一個(gè)旋轉(zhuǎn)的藝術(shù)玩具，這個(gè)過(guò)程被稱為旋轉(zhuǎn)涂層。隨著基底的旋轉(zhuǎn)，液體擴(kuò)散開來(lái)，以一個(gè)薄層覆蓋它。在那里，它可以被回收并制成鈣鈦礦LED，或稱PeLEDs。
然而，就像旋轉(zhuǎn)藝術(shù)一樣，在這個(gè)過(guò)程中浪費(fèi)了很多材料--當(dāng)基材以幾千轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，一些滴落的鈣鈦礦飛濺并飛走，沒有粘在基材上。
王川說(shuō)：“因?yàn)樗且砸后w形式出現(xiàn)的，我們想象我們可以使用噴墨打印機(jī) 來(lái)代替旋轉(zhuǎn)涂層。”
噴墨制造節(jié)省了材料，因?yàn)檫^(guò)氧化物可以只沉積在需要的地方，就像在一張紙上打印字母和數(shù)字的精確性一樣；沒有飛濺，減少浪費(fèi)。這個(gè)過(guò)程也快得多，制作時(shí)間從5個(gè)多小時(shí)縮短到25分鐘以內(nèi)。
使用噴墨打印方法的另一個(gè)好處有可能重塑電子產(chǎn)品的未來(lái)：鈣鈦礦可以被打印到各種非常規(guī)的基材上，包括那些在旋轉(zhuǎn)時(shí)不穩(wěn)定的材料--如橡膠。王川說(shuō)：“想象一下，有一種設(shè)備開始時(shí)只有手機(jī)大小，但可以拉伸到平板電腦大小。
然而，為了使顯示器具有靈活性，在橡膠上印刷堅(jiān)硬的LED并不能起到作用。LED本身需要有彈性。鈣鈦礦不是。
研究人員能夠通過(guò)將無(wú)機(jī)鈣鈦礦晶體嵌入由聚合物粘合劑制成的有機(jī)聚合物矩陣來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。這使得過(guò)氧化物和PeLED本身具有彈性和可拉伸的性質(zhì)。這個(gè)過(guò)程并不完全是簡(jiǎn)單的。研究人員同意，大的障礙是確保不同層的材料不會(huì)混合。
因?yàn)镻eLED的所有部分都是由液體制成的--鈣鈦礦層以及兩個(gè)電極和一個(gè)緩沖層--一個(gè)主要的問(wèn)題是保持所有的層不混合。
LED的構(gòu)造類似于三明治，至少有一個(gè)發(fā)射層、一個(gè)陽(yáng)極層和一個(gè)陰極層。有時(shí)還可能使用其他層。研究人員必須保持鈣鈦礦層不與其他任何層混合，就像用熒光筆在新寫的墨水上涂抹一樣。他們需要找到一種合適的聚合物，一種可以插在過(guò)氧化物和其他層之間的聚合物，在保護(hù)它的同時(shí)又不會(huì)過(guò)多地干擾PeLED的性能。
”我們找到了材料和厚度，以平衡設(shè)備的性能和保護(hù)，“研究人員說(shuō)。之后，他繼續(xù)打印了第一個(gè)彈性PeLEDs。
該大學(xué)的技術(shù)管理辦公室正在申請(qǐng)?jiān)摷夹g(shù)和制造方法的專利。這些PeLEDs可能只是電子革命的第一步。它們可以用來(lái)制作可穿戴設(shè)備，甚至是智能可穿戴設(shè)備，如測(cè)量血氧的脈搏血氧儀。研究人員認(rèn)為，令人興奮的是，能夠廉價(jià)而快速地打印出有彈性的PeLED，可能會(huì)帶來(lái)尚未夢(mèng)想的新技術(shù)。
