顯示技術新突破,美科學家用「噴墨印刷」方式打造柔性 LED

作者 | 發布日期 2021 年 10 月 25 日 14:03 | 分類 材料 , 材料、設備 , 面板 Telegram share ! follow us in feedly


目前一些手機業者成功製造摺疊智慧手機,但有沒有想過,若是未來手機螢幕可以捲放到錢包裡,甚至當成手錶?美國華盛頓大學聖路易斯分校(Washington University in St. Louis)的 McKelvey 工程學院正在進行實驗,已開發出新材料,兼具 LED、OLED 兩種技術優點,且有新製造方式,即透過噴墨印表機。

研究團隊指出,使用有機小分子或高分子材料製成的 OLED,既便宜又靈活,能拉伸或彎曲,但性能相對較低,壽命也短;至於無機化合物 LED(Inorganic LEDs),像是 MicroLED,雖然擁有高性能及高亮度,但也非常昂貴,且不靈活。

為此,McKelvey 工程學院的研究團隊,打算透過一種新材料,也就是名為有機金屬鹵化物鈣鈦礦(Organometal halide perovskite)的晶體材料,研發鈣鈦礦二極體,也就是所謂的 PeLEDs。

不過目前 PeLEDs 製造過程遇上難題。多數 PeLEDs 元件大多是都透過旋轉塗布附著在基板。旋轉塗布簡略來說,由於有機金屬鹵化物鈣鈦礦為液體,通常會先滴一滴在基板上,接著透過旋轉的方式,讓液體擴散開來,使均勻散開,最終形成一層薄膜包覆基板。

此種方式難以用於大量生產,因鈣鈦礦材料旋轉不見得順利散開、包覆基板,有的常常會直接飛走;因此研究團隊決定另闢蹊徑,使用噴墨印刷的方式打造 PeLEDs。

研究團隊指出,因為材料是液體狀,採用噴墨印刷可以確保材料沉積在「需要的地方」,減少材料飛濺、浪費的可能性,且製造過程也加快許多,可從 5 個多小時減少至 25 分種以內。

另外,除了使用噴墨印刷外,為實現柔性 PeLEDs,研究團隊也將鈣鈦礦晶體嵌入由聚合物黏合劑製成的有機聚合物矩陣,以解決這個問題;這將使 PeLEDs 本身具有彈性和可拉伸的特質。當然,這個過程充滿挑戰性,研究人員稱,最大的障礙是確保不同層的材料不會相互混合,因為 PeLEDs 的所有部分都是由液體製成的。

目前研究團隊已申請此成果技術和製造方式專利,研究成果發表在《Advanced Materials》期刊。研究團隊稱,PeLEDs 可能會是電子革命的第一步,可製作可穿戴設備,如測量血氧的脈搏血氧儀等。

(首圖來源:美國華盛頓大學聖路易斯分校