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當(dāng)然，你可以用鉸鏈連接兩個屏幕，然后將該手機(jī)稱為“可折疊”手機(jī)，但如果你可以把它卷起來放在錢包里呢？或者把它繞在手腕上當(dāng)作手表戴？

（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

華盛頓大學(xué)圣路易斯分校麥凱維工程學(xué)院正在開發(fā)的數(shù)字顯示器的下一步可能會使這些成為現(xiàn)實。

 

首先，需要發(fā)光二極管（LED）。然后是有機(jī)LED（OLED）。現(xiàn)在，普雷斯頓M.格林電氣與系統(tǒng)工程系助理教授Chuan Wang實驗室的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種新材料，它既兼具兩者最好的技術(shù)特點，又采用了一種新的制造方法——使用噴墨打印機(jī)。

 

該研究成果發(fā)布在本月刊發(fā)的《Advanced Materials》雜志上。

 

有機(jī)發(fā)光二極管，由有機(jī)小分子或聚合物材料制成，價格便宜且靈活。“你可以彎曲或拉伸它們——但它們的性能相對較低，壽命較短，”Wang說，“無機(jī)發(fā)光二極管（如microLED）具有高性能、亮度超高、可靠性高等優(yōu)勢，但不是很靈活且價格昂貴。”

 

“我們制造的是一種有機(jī)-無機(jī)化合物，”Wang說，“它兼具兩者的優(yōu)點。”

 

他們使用了一種特殊類型的晶體材料，稱為有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦，它具有一種新的扭曲。制造一層薄薄的液態(tài)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)方法是將其滴到平坦的旋轉(zhuǎn)基底上，就像旋轉(zhuǎn)藝術(shù)玩具一樣，這一過程稱為旋轉(zhuǎn)涂層。當(dāng)基底旋轉(zhuǎn)時，液體擴(kuò)散開來，最終基板上覆蓋了一層薄層。然后，它可以被回收，并制成鈣鈦礦發(fā)光二極管或PeLED。

 

然而，就像藝術(shù)旋轉(zhuǎn)一樣，在這個過程中浪費了大量的材料——當(dāng)基底以幾千轉(zhuǎn)/分的速度旋轉(zhuǎn)時，一些滴落的鈣鈦礦飛濺四射，而不是粘在基板上。

 

“因為它是液態(tài)的，”Wang說，“我們想到可以用噴墨打印機(jī)來代替旋涂。”

噴墨加工節(jié)省了材料，因為鈣鈦礦只能在需要的地方沉積，其精度與在一張紙上打印字母和數(shù)字的精度類似。無飛濺，減少浪費。這一過程也要快得多，將制造時間從5小時以上縮短到25分鐘以下。

 

使用噴墨打印方法的另一個好處是有可能重塑電子學(xué)的未來：鈣鈦礦可以打印到各種非傳統(tǒng)基板上，包括那些在旋轉(zhuǎn)時不穩(wěn)定的基板，如橡膠。“想象一下，將一款手機(jī)大小的設(shè)備拉伸到平板電腦大小，”Wang說。

 

然而，要使顯示器具有靈活性，在橡膠上打印不易彎曲的LED是不行的。LED本身也需要靈活。鈣鈦礦不行。

 

論文第一作者、Wang實驗室博士生JunyiZhao能夠通過將無機(jī)鈣鈦礦晶體嵌入由聚合物粘合劑制成的有機(jī)聚合物基質(zhì)中來解決這個問題。這使得鈣鈦礦和PeLED本身在性質(zhì)上具有彈性和可伸縮性。兩全其美。

 

這個過程并不十分簡單。在實驗室里需要花費幾天幾夜才能把它做好。Wang和Zhao都認(rèn)為最大的障礙是確保不同材料層不發(fā)生混合。

 

由于PeLED的所有部分都是由液體制成的——鈣鈦礦層、兩個電極和一個緩沖層——一個主要問題是防止所有層混合。

 

LED是三明治狀構(gòu)造，具有至少一個發(fā)射層、一個陽極層和一個陰極層。有時也可使用諸如電子和空穴傳輸層的附加層。Zhao必須保證鈣鈦礦層不會與其他任何一層混合，用熒光筆在剛寫的墨水上用熒光燈可能會使其變臟。

 

他需要找到一種合適的聚合物，一種可以插入鈣鈦礦和其他層之間的聚合物，保護(hù)它不受其他層的影響，同時又不會對PeLED的性能造成太多干擾。

 

“我們找到了最好的材料和厚度來平衡設(shè)備性能和提供保護(hù)，”Zhao說。之后，他繼續(xù)印刷第一張有彈性的PeLED。

 

這些PeLED可能只是電子革命的第一步：墻壁可以提供照明，甚至可以展示當(dāng)天的報紙。它們可以用來制造可穿戴設(shè)備，甚至是智能可穿戴設(shè)備，比如測量血氧的脈搏血氧計。

 

最令人興奮的是，能夠廉價、快速地打印具有彈性且靈活的PeLED，可能會帶來尚待開發(fā)的新技術(shù)。