3D列印量子点LED灯 或改变传统制程

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【大纪元2014年11月23日讯】(大纪元记者蔡镕泽编译报导)传统的电子工业擅长2维结构的制造方式,但这可能被最近发展出的3D列印LED灯所改变。

提到3D列印,大部分人想到的是以塑胶做成的实体,少部分才是金属,当然这是因为受限于列印材料,但许多科学家仍积极的寻找新的可能,制作小尺寸的电子元件,最近,美国普林斯顿的研究团队,利用自己设计的3D列印机,成功列印出量子点(quantum dot)发光源的LED灯,团队表示这是世界上第一次以3D列印方式制作成功的LED灯。

团队成功的整合不同的材料在这颗5层结构的LED灯上,普林斯顿大学教授麦卡尔平(Michael McAlpine)表示:“使用3D列印连结不同的材料是一个巨大的挑战。”每颗LED的底部是以奈米银颗粒构成,功用是连接电子电路,奈米银层上方2层的聚合物可以推动电流到下一层,也就是“量子点”所在的地方,这些量子点是奈米大小的半导体,受到电子撞击时会发出橙色或绿色的光,而光的颜色则可以透过改变量子点的尺寸来决定,顶层则是用金属连接,完成电路的导通。

市面上所卖的3D列印机无法达成这项任务,普林斯顿的研究团队花了6个月的时间和2万美元,才打造出这台3D列印机,这项技术的特点在于,能制作整颗完整的LED,不像过去只能先列印电路,然后再装上LED。

这台3D列印机的运作原理和传统的3D列印机类似,差别在于它能列印更小的东西,并且是3维的结构,麦卡尔平教授说:“传统的电子工业擅长的是2维尺度,现在的电视和手机萤幕都是平的,但3D列印能带来的是3维尺度的产品。”

在技术上,该团队已经成功的把这颗量子点LED建造在凸面镜(如隐形眼镜)的表面,另外也可以列印量子点LED的周边电路,也就是把多个元件封在一起,结构当然是立体的,毕竟这是3D列印的产品。

目前看来,量子点LED可以用在和有机发光二极体(OLED)同样的地方,像萤幕的显示,但它可以提供比OLED更广范围的颜色,并且更能忍受湿度。麦卡尔平教授认为这样的技术可以扩展到很多方面,像是微机电元件、或是光学研究。

3D列印量子点LED的研究成果已经刊登在著名期刊Nano Letters上。

责任编辑:莫琳

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