3D-печать и напыление позволили создать светящийся сенсорный дисплей

Британские и американские инженеры разработали простой метод создания светящихся сенсорных поверхностей сложной формы. Сначала необходимо распечатать основу на 3D-принтере, а затем напылить на нужные области несколько слоев, в том числе слой электролюминофора, светящегося под действием электрического поля. Работа была представлена на конференции CHI 2020.

Дисплеи, встраиваемые в устройства, обычно имеют плоскую форму и выполнены в виде единой прямоугольной панели. Это сильно ограничивает проектировщиков и дизайнеров, особенно когда дело касается, к примеру, предметов интерьера со встроенным дисплеем. Есть также гибкие OLED-дисплеи, и технологии, позволяющие выпускать их не только в виде прямоугольников, но пока они стоят достаточно дорого. Среди исследовательских проектов есть методы нанесения светящихся веществ на поверхности, но они требуют подводить отдельные электроды к электролюминесцентному веществу.

Инженеры под руководством Анн Рудо (Anne Roudaut) из Бристольского университета предложили использовать для создания объемных светящихся сенсорных поверхностей комбинацию из 3D-печати и напыления функциональных слоев. Проблему с интеграцией электродов они решили печатью с помощью обычного PLA-пластика (полилактида), стандартного для 3D-печати, и электропроводного PLA: обычным печатается основа, а электропроводный позволяет создать прямо в предмете проводящие электроды и дорожки, выходящие к нижней или боковой поверхности, где к ним можно подключить источник тока.

После печати основы с электродами сверху необходимо нанести функциональные слои с помощью краскопульта или другого аппарата для распыления. Первым наносится диэлектрик, затем на него распыляется слой электролюминесцентного вещества. Сверху необходимо распылить второй электрод, причем из-за того, что светящийся слой находится под ним, материал должен быть прозрачным. Авторы выбрали смесь двух ионных полимеров PEDOT:PSS, часто используемую в качестве прозрачного электропроводника. Таким образом, большую часть материала можно наносить удобным методом распыления, но при этом не требуется использовать трафарет и точность границ дисплея зависит от разрешения печати 3D-принтера.

Для того, чтобы напечатанный экран загорелся, к проводящим дорожкам необходимо подключить источник тока, который будет создавать напряжение между электродами. Также исследователи отмечают, что если нанести на верхний слой прозрачный лак, то дисплей можно превратить в датчик прикосновения, который регистрирует прикосновение подобно емкостным датчикам.

Использовав разработанный метод, инженеры создали несколько прототипов: от простых светящихся браслетов в форме часов до полноценного дисплея, который отображает одну цифру, включая определенные сегменты.

Недавно канадские инженеры разработали ткань, которая светится благодаря аналогичному излучающему слою между двумя слоями. Из-за того, что этот слой гидрофобен и эластичен, такую ткань можно даже в светящемся состоянии мыть и растягивать без потери работоспособности.

Григорий Копиев