Science Advances: 柔性、纯3D打印OLED显示器

与传统液晶显示器（LCD）相比，有机发光二极管（OLED）具有更薄、柔性更好、更加节能，同时显示亮度更高，而且能够全视角呈现高对比度图像等优点，因此正在逐步取代LCD。

然而与LCD一样，OLED显示器的生产也需要成本高昂的无尘室微型制造设备。如今，一个来自美国明尼苏达大学的研究团队发明了一种纯3D打印OLED显示屏制造技术，希望能使人们利用一台3D打印机就能制造出价格低廉的OLED显示屏。文章见：Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.abl8798。

图1 这款纯3D打印的柔性OLED显示器原型机大小为1.5平方英寸，包含64个独立工作的像素

借助一台具有双喷头打印功能的3D打印机，研究人员成功制备出一块柔性OLED模型。此项研究的第一作者Ruitao Su在一份新闻稿中表示，概念验证表明该OLED模型“在2000次弯曲循环中显示出相对稳定的发光，标志着纯3D打印的OLED设备将有望应用于柔性电子及可穿戴设备等重要应用中。”

图2 柔性、纯3D打印的OLED显示屏模型原理图。明尼苏达大学的研究人员在室温条件下使用同一台挤出设备打印出了电极、连接器、绝缘和封装层；电致发光MDMO-PPV活性层使用另一个喷头打印

OLED：从工厂到台式机

工程师们以前也曾尝试利用3D打印技术制造成本更低的OLED显示屏，但却不得不依靠旋转涂层或热蒸发技术，镀上均匀的、发光所必须的发光层。

通过在3D打印机上增加一个喷头，并使用电致发光聚合物作为打印原材料，明尼苏达大学的研究小组在OLED显示屏上打印出了高度均匀的发光层。OLED的其他五层设备层也使用同一台设备的标准挤出设备打印。

最终制造出的可弯曲8x8像素OLED显示屏模型具有六层设备层，打印在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜上，并包裹在一层交联的聚二甲基硅氧烷（PDMS）中。

下一步计划

实验中，研究人员观测到OLED模型全部64个像素显示光的发射峰都在574纳米左右，测得像素响应时间为0.2毫秒——这一数值与传统LED基本一致，比普通LCD快一个数量级。打印出的OLED显示屏经过前后弯曲2000次后，未对其性能产生任何影响。

此项研究的负责人Michael McAlpine在一份新闻稿中说道：“不难想象，在未来短短几年后，人们在家中或在外出时用一台小型便携式打印机就能打印各种各样的显示器。”为了早日实现这一设想，研究人员下一步将专注于提高OLED打印显示屏的亮度和分辨率。