Die Elektroden, die Verbindungen, die Isolierung und die Verkapselung wurden im Extrusionsverfahren gedruckt, während die aktiven Schichten mit demselben 3D-Drucker bei Raumtemperatur aufgesprüht wurden. (Bild: McAlpine Group, University of Minnesota)
Die Gruppe hatte zuvor versucht, OLED-Displays in 3D zu drucken, hatte aber Probleme mit der Gleichmäßigkeit der Licht-emittierenden Schichten. Andere Gruppen druckten teilweise Displays, verließen sich aber auch auf das Spin-Coating oder die thermische Verdampfung, um bestimmte Komponenten abzuscheiden und funktionale Geräte zu schaffen. Studienleiter Michael McAlpine erklärt, dass OLED-Displays normalerweise in großen, teuren und extrem sauberen Produktionsanlagen hergestellt werden. Das Team wollte jedoch herausfinden, ob es möglich ist, mit einem speziellen Desktop-3D-Drucker die Produktion der Displays zu vereinfachen.
Wie sich ein flexibles OLED-Display in 3D drucken lässt
Der Drucker wurde deshalb mit einem Sprühdruck-Zusatz für die Herstellung der aktiven Schichten ausgestattet. Das OLED-Display des Teams besteht im Wesentlichen aus sechs Schichten, die auf eine flexible PET-Folie gedruckt werden, und setzt sich aus Kathoden, die auf einer Silikonisolierschicht sitzen, einem leitfähigen Polymer und einem unteren Satz von Verbindungselementen zusammen.
Der Prototyp des vollständig 3D-gedruckten flexiblen OLED-Displays ist auf jeder Seite etwa 1,5 Zoll groß und hat 64 Pixel. Jedes Pixel mit Pixel-Reaktionszeiten von nur 0,2 Millisekunden funktioniert und zeigt Licht an. Darüber hinaus stellte das Team fest, dass das Display auch in andere Materialien eingekapselt werden kann. Diese Funktion verleiht der Entwicklung ein erhebliches Potenzial für tragbare Elektronik. Das 3D-gedruckte Display ist außerdem flexibel, was es für eine Vielzahl von Anwendungen nützlich machen könnte, z. B. als faltbares Smartphone-Display.
Die Entdeckung könnte dazu führen, dass in Zukunft kostengünstige OLED-Displays in großem Umfang mit 3D-Druckern von jedermann zu Hause hergestellt werden können, anstatt von Technikern in teuren Mikrofertigungsanlagen. Die nächsten Schritte sind laut den Forschern der 3D-Druck von OLED-Displays mit höherer Auflösung und verbesserter Helligkeit.
