三维打印技术新突破：整体打出发光二极管

THE FIRST FULLY 3-D PRINTED LEDS ARE HERE

常炯编译

Quantum LED

量子发光二极管

上图是三维打印制成的发光二极管五层灯泡示意图

自从出现生产线后，三维打印技术被吹捧为制造行业当代最惊人创举。人们期盼着，有一天，每个家庭都是个微型工厂：下载CAD设计数据，打印自己眼镜、咖啡杯、鞋子以及家庭所需物品。不过现在，三维打印机大部分只能打印塑料玩具类似东西，最多打印一些抢枝、比萨饼和人体器官。

“在三维打印技术领域，最大进步是一次打印出多重材料制品。”机械工程师迈克尔·麦卡尔平( Michael McAlpine)说，“这通常是指用二种不同颜色塑料打印。”

然而，麦卡尔平和他在普林斯顿大学（Princeton University）的同事们打印出的产品远远超出两种不同色调的元器件。他们配制五种不同材料打印整个LED。虽然有其它团队宣称他们曾取得成果，但麦卡尔平指出它不是一个整个产品。他说：“那只是个线路板，还要装上合格的LED。”

更重要的是，普林斯顿团队三维打印机打出是量子点发光二极管（QLEDs）。这种二极管非常像电视和手机屏幕用的LEDs，他们希望量子有机发光二极管（QD LEDs）有更好效能。

发光二极管（LEDs）打印技巧

根据草图打印出LED，一台三维打印机是必备条件。他们花费10，000至20，000美元大约6个月时间装配成这台打印机。

打印出的LEDs有五层，见第一图。底层（Ag NP）是银质纳米微粒制成的金属环，作为连接电子线路板的金属接点。上面二层（PEDOT: PSS 和Poly-TPD）是有长长的化学名字的聚合物材料，共同一起把电流输送到第四层（CdSe-ZnS QDs）。那里的硒化镉微粒制成的量子触点用有硫化锌外壳包住。当电子撞击到量子点，电子通过由共晶镓铟制成的阴极层（EGaln），便发出最明亮的绿色或橙色光（见第二图）。

麦卡尔平介绍说，要把不同材料打印成一个产品，除金属与聚合物材料结合之外，有些材料是亲水性的，一些材料是防水性的：有些是液体，有些是固体。

打印出的LEDs质量性能基本符合iPhone屏幕要求标准，虽然不能与市场上真正高价的LEDs抗衡。但是，只要控制好量子点厚度和均匀性，调配好油默，打出的LEDs性能会更好。或许有一天，三维打印机价格跌下来，也许有人像家用电视和手机那样持有。

麦卡尔平却想到更振奋人心的可能性。他说：“微电子企业目前对二维元器件生产得手应心，如电视和手机屏幕。可是，三维打印机打出立体零件，甚至眼前还想像不出，比如修补我们身体的器官。”

麦卡尔平团队在去年三维打印成功仿生耳后，现计划打印晶体管。如此一来，他们打出的零器件具有电脑芯片那样的功能。

根据：

http://www.popsci.com/article/technology/first-fully-3-d-printed-leds-are-here