„Skin Display“ ist ein evolutionäres Gerät, das vom tragbaren zum untragbaren Gerät übergeht.

Das von einem Forschungsteam der Universität Tokio und DNP entwickelte „Hautdisplay“ wird wie ein Pflaster auf die Haut geklebt und dehnt sich bei Bewegung aus und zieht sich zusammen. Der vorgestellte Prototyp ist ein 1 mm dünnes Hautdisplay mit 16 x 24 gleichmäßig in eine dünne Gummifolie eingebetteten Mikro-LEDs. Es zeigt EKG-Wellenformen an, die von einem auf der Haut angebrachten Sensor gemessen werden.

Seine herausragendste Eigenschaft ist seine Dehnbarkeit um bis zu 45 %, wobei die Anzeige selbst im gedehnten Zustand unverändert bleibt. Biegsame und dehnbare Displays wurden zwar bereits angekündigt, wiesen aber häufig Probleme auf, beispielsweise Spannungsänderungen beim Dehnen, die zu einem teilweisen Ausfall der LEDs führten, oder einen Bruch der Elektrodenverkabelung bei wiederholter Dehnung. Dieses „Hautdisplay“ löst diese Probleme.

• Das Projekt „Skin Electronics“ der Universität Tokio und DNP gewann den Minister of Internal Affairs and Communications Award/ACC Grand Prix bei den ACC TOKYO CREATIVITY AWARDS.
  Preisgekrönte „Skin Electronics“ © Taiyo Kikaku
  Video: 1 Minute 31 Sekunden

Der Schlüssel zur Überwindung dieser technologischen Beschränkungen lag in der ausgeklügelten Elektrodenstruktur. Beim Dehnen herkömmlicher Displays wirkten große Kräfte auf die Verbindungsstellen zwischen den harten und weichen Materialien, was häufig zu deren Bruch führte. Dieses Projekt beseitigte diese Anfälligkeit jedoch durch eine Struktur, bei der das Elektrodenmaterial zum Verstauen wie eine Ziehharmonika gefaltet wird. Durch das Aufbringen einer speziellen Oberflächenschicht wurde zudem sichergestellt, dass die Festigkeit auch bei wiederholter Nutzung nicht nachlässt. Diese spezielle Schicht nutzt die Laminierungs- und Strukturierungstechnologien ^*, die DNP im Druckbereich entwickelt hat.

• Strukturierungstechnologie: Technologie zur Erzeugung von Buchstaben, Bildern usw. auf einem Substrat

Der erste Anwendungsbereich dieser „Hautdarstellung“ dürfte im medizinischen Bereich liegen. Wenn es möglich wird, Vitalfunktionen wie Elektrokardiogramme und Pulsfrequenz in Echtzeit anzuzeigen, wird dies Krankenhäusern nicht nur helfen, den Gesundheitszustand stationärer Patienten besser zu verstehen, sondern auch Bereiche wie die häusliche Pflege, die Krankenpflege und die Telemedizin voranbringen.

Betrachtet man den technischen Wert von „Skin-Displays“, so werden ihre Anwendungsmöglichkeiten noch vielfältiger.

Zunächst einmal birgt die Möglichkeit, Geräte direkt auf der Haut zu tragen, das Potenzial für bahnbrechende Innovationen bei persönlichen Informationsgeräten. Informationsgeräte, die einst einen ganzen Büroraum füllten, sind dank des technologischen Fortschritts zu Desktop-PCs und Laptops geschrumpft und mittlerweile zu handflächengroßen Tablets und Smartphones miniaturisiert worden. Darüber hinaus tauchen immer mehr tragbare Geräte auf, die wie Uhren oder Brillen aussehen. Mit dem Aufkommen dieser „Hautdisplays“ eröffnet sich eine neue Ära: die Verschmelzung von Körper und Elektronik, sodass diese Geräte nicht einmal mehr mit sich herumgetragen werden müssen. Dies ebnet den Weg für „tragelose“ Geräte.

Im Sportbereich beispielsweise können neben der Anzeige von Laufstrecken und Rundenzeiten auch die Messung der Muskelaktivität und anderer Faktoren zur Korrektur der Lauftechnik und zur Vorbeugung von Verletzungen beitragen. Weitere Einsatzmöglichkeiten sind die Anzeige von elektronischen Tickets bei Konzerten und Veranstaltungen, Zutrittskarten in Büros und Bedienungsanleitungen für Industrieanlagen in Fabriken. Mit zunehmender Leistungsfähigkeit der Displays könnten sogar sogenannte „Skin-Displays“ als modisches Accessoire entwickelt werden, die neben Informationen auch hochauflösende Farben und Muster auf bestimmten Körperstellen darstellen.

Aufgrund seiner Dehnbarkeit könnte es zudem an Objekten mit unterschiedlichen Oberflächen befestigt werden. Dies entspräche einer IoT-ähnlichen Anwendung, bei der es an weichen oder dehnbaren Materialien angebracht werden könnte, um Daten von Objekten zu erfassen – etwas, das bisher schwierig war. Zukünftig wird erwartet, dass es im Bereich der Softrobotik Anwendung findet, beispielsweise in Form von taktilen Prothesenhänden, die Textur und Gewicht von Objekten in Daten umwandeln und an das Gehirn übertragen.

Zukünftig wollen wir technische Herausforderungen wie die weitere Verbesserung der Zuverlässigkeit durch Strukturoptimierung sowie die Erhöhung der Integration und der Oberfläche lösen, um diese Technologie in einer Vielzahl von Bereichen einzusetzen.

Ursprünglich als auf der Haut aufbringbare Displays entwickelt, finden „Skin-Displays“ heute immer breitere Anwendung und entfalten ihr Potenzial in Wearables und im Internet der Dinge (IoT). Sie sind längst nicht mehr nur reine Informationsanzeigegeräte, sondern begründen ein neues Technologiefeld, das zu neuartigen elektronischen Geräten, der sogenannten „Hautelektronik“, führen könnte. Der Tag, an dem sie zu einem unverzichtbaren Bestandteil unseres Lebens und damit zukünftige Standards werden, ist möglicherweise nicht mehr fern.

• Bitte beachten Sie, dass die bereitgestellten Informationen zum Zeitpunkt der Veröffentlichung aktuell sind.

DNP hat gemeinsam mit der Universität Tokio ein Kommunikationssystem entwickelt, das verschiedene Informationen auf einem dünnen, dehnbaren und auf der Haut angebrachten Display darstellen kann. Am 13. Juli 2020 gab DNP die erfolgreiche Herstellung eines Anzeigegeräts bekannt, das ein vollfarbiges Hautdisplay mit Ansteuer- und Kommunikationsschaltungen sowie einer Stromversorgung integriert. Wir arbeiten daran, diese Technologie zu kommerzialisieren, um biologische Informationen präzise zu erfassen und einen reibungslosen Zugriff darauf zu ermöglichen.

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