Universität Bath baut eigene elektrolumineszierende Displays mit Airbrush und Laser
Die Methode Spray and Etch fertigt 50,8-PPI-Pixelarrays auf gekrümmten Oberflächen ohne Reinraumwerkzeuge
Forscher der Universität Bath haben Spray and Etch entwickelt, ein Verfahren zur Herstellung funktionsfähiger elektrolumineszierender Bildschirme mit gängigen Werkstattwerkzeugen. Die Erfindung erlaubt es Bastlern, individuelle adressierbare Displays auf flachen und gekrümmten Gegenständen zu erzeugen, ohne auf handelsübliche Standardpanels angewiesen zu sein.
Mehrschichtige Fertigung mit Desktop-Werkzeugen
Die Displayproduktion stützt sich üblicherweise auf Reinräume, industrielle Photolithografie und teure Vakuumanlagen. Um diese Hürde zu senken, entwickelte ein Forschungsteam unter der Leitung von C. Wu an der Universität Bath eine Fertigungsinnovation, die eine Airbrush mit einem standardmäßigen, unveränderten CO2-Laserschneider kombiniert, wie Hackster.io News berichtet.
Der Prozess beginnt damit, dass eine dünne Schicht leitfähiger Tinte auf Kupferbasis auf eine Zieloberfläche gesprüht wird. Der Laserschneider vaporisiert dann ausgewählte Bereiche des Metallfilms, um die Leiterbahnen der Basiselektrode abzugrenzen. Anschließend sprüht der Nutzer nacheinander Schichten aus dielektrischem Material, elektrolumineszierendem Leuchtstoff und einer transparenten leitfähigen Deckschicht auf. Ein zweiter Laserätzzyklus definiert die übrigen Elektrodenlinien und schließt den Stromkreis.
Tiefenkontrolle ermöglicht 50,8 Pixel pro Zoll
Der technische Kern des Systems ist das, was die Forscher tiefenselektives Laserätzen nennen. Durch Anpassung von Fokus, Geschwindigkeit und Leistung des Laserstrahls trägt die Maschine eine einzelne Materialschicht ab, während die darunterliegende Beschichtung intakt bleibt. Damit entfallen physische Schattenmasken oder das Ablösen von Fotolack zwischen den Schritten.
Um das Verfahren zu testen, baute das Team einen funktionsfähigen 32×32-Pixel-Elektrolumineszenz-Display-Prototyp, so Hackster.io News. Jedes einzelne Pixel misst 0,4 mm. Das daraus entstehende Raster liefert eine Bilddichte von 50,8 Pixel pro Zoll (PPI). Frühere Versuche der DIY-Herstellung von Elektrolumineszenz erreichten zwischen 16 und 30 PPI.
Beleuchtete Interfaces auf gekrümmten Formen im Test
Da die Abscheidung auf Sprühen statt auf starren Glassubstraten beruht, eignet sich das Verfahren für dreidimensionale Objekte. Diese Vielseitigkeit demonstrierten die Forscher, indem sie aktive elektrolumineszierende Elemente direkt auf gekrümmten Oberflächen ausbildeten, darunter ein Gamecontroller, eine Brille und ein künstlicher Fingernagel, wie Hackster.io News berichtet.
Bevor die Werkstattfertigung zum Standard wird, bleiben praktische Herausforderungen. Das Team versuchte, unterschiedliche Leuchtstoffchemien zu stapeln, um mehrfarbige Pixel zu erzeugen, doch die Tests zeigten verringerte Helligkeit und eine schlechte Farbtrennung. Eine gleichbleibende Produktion erfordert zudem strengere Kalibrierungsprotokolle für den Laser und eine breitere Validierung der Tintenformulierungen, bevor die Erfindung eine weitere Verbreitung erreichen kann.
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