韓國成功開發(fā)了針對增強現(xiàn)實 (AR) 設備優(yōu)化的透明顯示器的3D打印技術

2023年6月，材料科學雜志《ACS Nano》發(fā)表了韓國電子技術研究院(KERI)研究小組的一項研究，該研究開發(fā)了能夠生產(chǎn)針對增強現(xiàn)實 (AR) 設備優(yōu)化的透明顯示器的3D打印技術。這項研究題為《Three-Dimensional Printing of Structural Color Using a Femtoliter Meniscus》(《使用飛升彎月面進行結構顏色的三維打印》）。



這項研究中的增材制造技術可以簡化為"彎月面引導3D打印"�！皬澰旅妗敝傅氖钱斎萜髦械囊后w與容器已分配到表面上的液體之間產(chǎn)生張力時形成的曲線。“飛升”是相當于萬億分之一升的測量單位，體現(xiàn)了增材制造 (AM) 領域的高精度，即這些技術之所以有效，是因為它們發(fā)生在納米尺度。KERI 團隊開發(fā)了一種使用納米移液器與直接墨水書寫 (DIW) 3D 打印相結合的方法，該方法使研究人員能夠將聚合物墨水沉積到各種不同的基材上，例如石英、硅和鉑。

韓國電子技術研究院 (KERI)的研究人員在先進顯示技術領域取得了突破性的里程碑。受到變色龍的變色能力和孔雀羽毛中鮮艷色彩的啟發(fā)，團隊成功開發(fā)了世界上第一個能夠集成透明顯示器和增強現(xiàn)實 (AR) 設備的3D打印技術。



研究的目標是在成品顯示器上實現(xiàn)結構色彩的最終結果。在自然界中，變色龍皮膚等物體中存在”結構色“，由于光波長與微觀結構的相互作用，表面色調的外觀會發(fā)生變化。在這種情況下，3D打印操縱這一過程的目的是在不使用染料的情況下控制顏色圖案。


△彎月面3D打印

要實現(xiàn)如此高精度的光控制，需要開發(fā)非常精細的衍射光柵。KERI 的納米級 3D 打印技術是一種稱為“橫向打印”的獨特方法。橫向打印方法就是3D打印噴嘴以類似于縫合的方式移動，能夠打印具有所需橋狀形狀的高密度納米線衍射光柵。

這項技術突破的影響是巨大的。衍射光柵的透明特性為未來的應用開辟了多種可能性，包括智能車窗、鏡子和平視顯示器中的透明顯示器。此外，已經(jīng)使用衍射光柵的 AR 設備可以進一步從這項技術中受益。衍射光柵能夠根據(jù)變形發(fā)出不同顏色，這也使其在變形檢測至關重要的機械工程和生物醫(yī)學應用中具有重要價值。此外，該技術是光學物理研究的強大工具。



Jaeyeon Pyo 博士強調，這種 3D 打印技術能夠在特定位置精確實現(xiàn)所需的結構顏色，而不受基材材料或形狀的限制。這一突破將顯示設備從公式化的“外形因素”限制中解放出來，促進了形狀多樣化和新設計的可能性。

原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.3c02236