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目前一些手機制造商已推出折疊屏手機，但如果可以把手機屏幕卷起來，放在你的錢包里呢？或者把它戴在手腕上當做手表來戴呢？圣路易斯華盛頓大學麥凱爾維工程學院正在開發的數字顯示器的下一步或可以使之成為現實。普雷斯頓·M·格林系統工程與電氣工程系副教授王川實驗室的研究人員已經開發出一種新材料，該材料具有LED和OLED這兩種技術的優點，并有一種新的制造方法--使用噴墨打印機。
這項研究本月發表在《先進材料》雜志上。
用有機小分子或高分子材料制成的OLED，既便宜又靈活。王川說：“你可以彎曲或拉伸它們--但它們的性能相對較低，壽命也短。無機LED，如microLEDs，性能高，超亮，非常可靠，但不靈活，而且非常昂貴。”
“我們所做的是一種有機-無機化合物，”他說。“它具有這兩個世界的較佳特性。”他們使用了一種特殊類型的晶體材料，稱為有機金屬鹵化物鈣鈦礦-盡管有一個新的轉折。創造一層薄薄的鈣鈦礦的傳統方法是將其滴在一個平坦的、旋轉的基底上，就像一個旋轉的藝術玩具，這個過程被稱為旋轉涂層。隨著基底的旋轉，液體擴散開來，最終以一個薄層覆蓋它。在那里，它可以被回收并制成鈣鈦礦LED，或稱PeLEDs。
然而，就像旋轉藝術一樣，在這個過程中浪費了很多材料--當基材以幾千轉的速度旋轉時，一些滴落的鈣鈦礦飛濺并飛走，沒有粘在基材上。
王川說：“因為它是以液體形式出現的，我們想象我們可以使用噴墨打印機來代替旋轉涂層。”
噴墨制造節省了材料，因為過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字的精確性一樣；沒有飛濺，減少浪費。這個過程也快得多，制作時間從5個多小時縮短到25分鐘以內。
使用噴墨打印方法的另一個好處有可能重塑電子產品的未來：鈣鈦礦可以被打印到各種非常規的基材上，包括那些在旋轉時不穩定的材料--如橡膠。王川說："想象一下，有一種設備開始時只有手機大小，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。
研究人員能夠通過將無機鈣鈦礦晶體嵌入由聚合物粘合劑制成的有機聚合物矩陣來解決這個問題。這使得過氧化物和PeLED本身具有彈性和可拉伸的性質。這個過程并不完全是簡單的。研究人員同意，大的障礙是確保不同層的材料不會混合。
因為PeLED的所有部分都是由液體制成的--鈣鈦礦層以及兩個電極和一個緩沖層--一個主要的問題是保持所有的層不混合。
LED的構造類似于三明治，至少有一個發射層、一個陽極層和一個陰極層。有時還可能使用其他層。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，一種可以插在過氧化物和其他層之間的聚合物，在保護它的同時又不會過多地干擾PeLED的性能。
“我們找到了較佳材料和較佳厚度，以平衡設備的性能和保護，”研究人員說。之后，他繼續打印了第一個彈性PeLEDs。
該大學的技術管理辦公室正在申請該技術和制造方法的專利。這些PeLEDs可能只是電子革命的第一步。它們可以用來制作可穿戴設備，甚至是智能可穿戴設備，如測量血氧的脈搏血氧儀。研究人員認為，十分令人興奮的是，能夠廉價而快速地打印出有彈性的PeLED，可能會帶來尚未夢想的新技術。
(原標題：科學家利用噴墨打印機制造伸縮性強的柔性LED)
浙公網安備 33010602000006號
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