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科学家用喷墨印刷技术打造柔性钙钛矿LED
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科学家用喷墨印刷技术打造柔性钙钛矿LED

2021-10-26 16:47:36 来源:科技新报

【哔哥哔特导读】McKelvey工程学院的研究团队,打算通过一种新材料-有机金属卤化物钙钛矿(Organometal halide perovskite)的晶体材料研发钙钛矿二极管,也就是所谓的PeLEDs。

目前一些手机厂商成功制造折叠智能手机,但有没有想过,若是未来手机屏幕可以卷入钱包里,甚至当成手表?美国华盛顿大学圣路易斯分校(Washington University in St. Louis)的McKelvey工程学院正在进行实验,已开发出兼具LED、OLED两种技术优点的新材料。

LED

研究团队指出,使用有机小分子或高分子材料制成的OLED,既便宜又灵活,能拉伸或弯曲,但性能相对较低,寿命也短;至于无机化合物LED(Inorganic LEDs),比如Micro LED,虽然拥有高性能及高亮度,但也非常昂贵,且不灵活。

为此,McKelvey工程学院的研究团队,打算通过一种新材料-有机金属卤化物钙钛矿(Organometal halide perovskite)的晶体材料研发钙钛矿二极管,也就是所谓的PeLEDs。

不过目前PeLEDs制造过程遇上难题。多数PeLEDs元件大多是都通过旋转涂布附着在基板。旋转涂布简略来说,由于有机金属卤化物钙钛矿是液体,通常会先滴一滴在基板上,接着通过旋转的方式,让液体扩散开来,使均匀散开,最终形成一层薄膜包覆基板。

此种方式难以用于大量生产,因钙钛矿材料旋转不见得顺利散开、包覆基板,有的常常会直接飞走;因此研究团队决定另辟蹊径,使用喷墨印刷的方式打造 PeLEDs。

研究团队指出,因为材料是液体状,采用喷墨印刷可以确保材料沉积在“需要的地方”,减少材料飞溅、浪费的可能性,且制造过程也加快许多,可从5个多小时减少至25分种以内。

另外,除了使用喷墨印刷外,为实现柔性PeLEDs,研究团队也将钙钛矿晶体嵌入由聚合物黏合剂制成的有机聚合物矩阵,以解决这个问题;这将使PeLEDs本身具有弹性和可拉伸的特质。

当然,这个过程充满挑战性,研究人员称,最大的障碍是确保不同层的材料不会相互混合,因为PeLEDs的所有部分都是由液体制成的。

目前研究团队已申请此成果技术和制造方式专利,研究成果发表在《Advanced Materials》期刊。研究团队称,PeLEDs可能会是电子革命的第一步,可制作可穿戴设备,如测量血氧的脉搏血氧仪等。

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