Koreanisches Forschungsteam entwickelt 3D-Druck für transparente Displays nach Vorbild der Natur

Forschende des Korean Electronics Research Institute (KERI) haben eine 3D-Drucktechnologie für transparente Displays und AR-Geräte entwickelt. Dabei wird das physikalische Prinzip der Strukturfarben in der Natur, wie man es von Chamäleons oder Pfauenfedern kennt, technisch umgesetzt. Mithilfe eines 3D-gedruckten Beugungsgitters kann der Weg des Lichts gezielt gesteuert werden.

Ein Team unter der Leitung von Dr. Jaeyeon Pyo entwickelte ein dreidimensionales Beugungsgitter, das den Lichtpfad basierend auf der ‘Nanoskalen-3D-Drucktechnologie’ präzise steuern kann. Dabei wird das Prinzip der in der Natur beobachteten Strukturfarbe für fortschrittliche Displaytechnologie genutzt.

Wenn Licht auf eine Mikrostruktur in Wellenlängenebene trifft, beugt es sich ab und ändert seinen Pfad. Bei regelmäßigen Mikrostrukturen führt die Beugung zu intensiven Reflektionen bestimmter Lichtwellenlängen, was in ausgeprägten Strukturfarben resultiert. Zum Beispiel entstehen die Farben von Pfauenfedern durch die spezifische Anordnung ihrer inneren Mikrostruktur, nicht durch Farbpigmente.

KERIs Errungenschaft ist das Beugungsgitter, welches Strukturfarben mithilfe von Nanoskalen-3D-Drucktechnologie präzise kontrollieren kann. Dabei wird Licht in verschiedene Pfade reflektiert, je nach Wellenlänge, was eine spezifische Strukturfarbe oder ein Spektrum erzeugt. Es handelt sich um eine 3D-Drucktechnik, die eine präzise Lichtsteuerung für lebendige Farbgebung ohne Farbstoffe ermöglicht.

KERI nutzte eine neue Methode namens ‘Lateral Printing’, um ein sehr feines Beugungsgitter zu drucken, das die Lichtbeugung steuert, deren Wellenlänge nur 1/1000 der Dicke eines menschlichen Haares beträgt.

Das demonstrierte Beugungsgitter könnte in zahlreichen fortgeschrittenen Display-Anwendungen eingesetzt werden, von transparenten Displays wie Smart Windows bis zu AR-Geräten. Zudem könnten Beugungsgitter, die je nach Verformung unterschiedliche Farben emittieren, in mechanischer und biomedizinischer Technik eingesetzt werden.

Dr. Jaeyeon Pyo von KERI sagte, dass dies “die weltweit erste 3D-Drucktechnologie ist, die die gewünschte strukturelle Farbe an der gewünschten Stelle präzise implementiert, ohne Einschränkungen hinsichtlich des Materials oder der Form des Substrats.”

Er fügte hinzu, dass diese Technologie in der Lage sein wird, die formelhaften “Form-Faktor”-Beschränkungen von Anzeigegeräten zu überwinden und eine Diversifizierung der Formen zu ermöglichen.

KERI hat bereits ein Patent für die Technologie angemeldet und plant, Unternehmen, die an dieser Technologie interessiert sind, mit Technologietransfers zu unterstützen.