有机电子:创新成分

文章 (137) 2021-01-31 23:34:24

如今,“有机”一词用于描述从无农药种植的水果和蔬菜到环保涂料,环保服装甚至电子产品的所有内容。根据有机和印刷电子协会(OE-A)的研究,该领域的国际领先行业专家认为,超越传统硅方法的电子已成为越来越多的“ 新兴电子 ” 类别。

OE-A将这种新品种定义为有机,聚合物或无机材料的混合物,用于制造超薄,轻巧,灵活,坚固且成本低廉的电气组件。在今年的消费电子展上,展示了使用智能和可扩展电子产品的颠覆性产品,以及主要的移动性,数字健康和物联网创新。

特别是在汽车市场,将印刷和传统超薄硅基电子产品相结合的柔性混合电子产品正在大举进军。去年下半年,凯迪拉克宣布其2021 Escalade将会搭载汽车行业首款曲面OLED(有机发光二极管)显示器。LG电子提供的这项重大技术突破采用了4K电视像素密度的两倍,这是基于塑料OLED的数字技术,提供了两个信息娱乐屏幕和一个仪表板来显示大量的音频,视频和导航内容。

这种未来派的显示器不仅为汽车行业树立了新标准,而且还为电视屏幕,计算机显示器,智能手机,游戏机,人机界面等带来了巨大的商机。新兴电子产品有望改变整个行业显而易见,但要发挥其潜力,就需要采取同等的,堆砌的措施,以发挥才智和毅力。

超越摩尔定律:柔性混合电子

在半个多世纪的时间里,电子学的进步已经通过摩尔定律和微芯片上的晶体管数量每两年翻一番的理论进行了测量。当印刷电子技术在几十年前首次出现时,一些行业专家预测摩尔定律过早终结,而另一些工业专家则认为印刷电子技术将无法生存,因为低成本RFID和柔性LCD显示器的早期应用失败了。

借助RFID,印刷电子产品无法充分扩展以满足性能要求。它们还没有证明对LCD应用具有成本竞争力,特别是考虑到传统LCD价格的快速下降。在这两次罢工之后,曾有一段时间,印刷电子产品似乎只是一个没有成功的好主意。

幸运的是,设计师和工程师固执己见,因此,从首次将印刷电子产品商业化的失败中吸取的教训有助于推动持续的探索和协作。结果?印刷,柔性和超薄硅基电子产品的完美融合-通常被称为柔性混合电子产品(FHE)。

借助FHE,产品设计师可以以新颖而激动人心的方式发挥创造力。利用更薄的半导体和橡胶状可拉伸塑料基材(例如用于橡皮筋的弹性体)的新产品和应用的涌现,证明了这一点。这种独特的结合正在改变几乎每个行业,同时在可穿戴设备,消费品包装,智能家电,能源产品等领域取得突破。

FHE是摩尔技术定律的扩展而不是替代的三种技术融合的一个很好的例子。重要的是要认识到一种技术不会蚕食另一种技术或与另一种竞争。相反,FHE使运用和平共处的最佳属性成为可能。

和谐技术

在一个几乎恒定的中断世界中,技术和谐地工作非常重要。对于初学者而言,旧的设计规则很容易受到挑战,而限制性的流程则被发明者和产品设计师之间自由交流的思想所取代。通常会发生有趣的推挽式过程,因为一侧会测试常规知识,而另一侧则会基于技术限制,采用摩擦或商业化考虑而退出。

产品和制造工程师之间共生合作的一个很好的例子来自我们公司与Recovery Force的合作项目,Recovery Force是可预防血液凝块的可穿戴压缩技术的领导者。该公司开发了可改变形状的记忆纤维,可以将其嵌入服装和鞋类中以进行治疗压缩。诀窍是确保可穿戴技术足够坚固以包括脉动线,而又要足够灵活以使穿戴者在移动时感到舒适。

两家公司的工程师和产品设计师将电子产品嵌入纺织品中,同时确保最佳功能,耐用性,舒适性和便利性。虽然很难在这些标准之间取得适当的平衡,但FHE是创新公式中的主要成分。

另一个主要的例子是在用于消费者包装的自动补给系统中使用液位传感器。低调的保形标签可以将标准产品标签变成智能包装,从而在自动重新订购的同时监视质量,温度和新鲜度。

其他示例包括Myant Inc.的Skiin Connected Health&Wellness系统和PassiveBolt的Shepherd Lock。Myant的导电可穿戴设备连接到其Skiin应用程序,使人们可以全天监控自己的健康状况,而PassiveBolt的智能门锁系统允许房主监控锁并远程访问该锁。

新体验世界

借助FHE,产品设计师可以推动人机界面的实质性进步,这将推动智能设备和其他类似产品的大规模改进。只是想一想可能性:VR / AR游戏可以通过由柔性电子设备提供动力的触觉技术进入一个新的领域。例如,装饰支持FHE的衬衫可以对赛车或悬崖跳水进行逼真的模拟。这些都是通过提供终极身临其境的体验的电子产品使体验成为可能的新世界的一部分。

将来,柔性混合电子产品的功能将像“神奇的胶带”。只需剥去一个部分,然后将其应用到需要的地方,以创造出丰富的创新配方即可。

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