Method Article

שיטת ייצור פשוט Scalable עבור מכשירים אלקטרוניים אורגניים על טקסטיל

DOI:

10.3791/55439

⸱

March 13th, 2017

 ,  , 
1Department of Bioelectronics, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne, CMP-EMSE, MOC, 2Graduate School of Frontier Sciences, The University of Tokyo

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

במאמר זה, אנו מציגים פרוטוקול להפקיד חומרים אורגניים באופן סלקטיבי על טקסטיל, המאפשרים אינטגרציה הישירה של מכשירים אלקטרוניים אורגניים עם פריטי לבוש. המכשירים המפוברקים ניתן לשלב באופן מלא בטקסטיל, כיבוד המראה המכאני שלהם ומאפשר יכולות חישה.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כיום, התקני אלקטרוניקה לבישים משלבים מגוון גדול של טכנולוגיות פונקציונליות, נמתחות וגמישות. עם זאת, במקרים רבים, לא ניתן ללבוש מכשירים אלה בתנאים יומיומיים. לכן, טקסטיל נחשב בדרך כלל למצע הטוב ביותר להתאמה למכשירים אלקטרוניים בשימוש לביש. במאמר זה, אנו מתארים כיצד לעצב באופן סלקטיבי חומרים אלקטרואקטיביים אורגניים על טקסטיל מתמיסה בצורה קלה וניתנת להרחבה. טכניקת שיקוע רב-תכליתית זו מאפשרת ייצור של מכשירים אלקטרוניים אורגניים לבישים על בגדים.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

בתחום האלקטרוניקה לביש הינו שוק בצמיחה מהירה צפוי להיות שווה 50 מיליארד יורו ב -2025, על פי שלושה השוק הנוכחי. האתגר העיקרי העומד בפני התקנים לבישים נוכחיים הוא כי מצורפים אלקטרונית מוצק פולשניות להגביל את השימוש במכשירים הוקמו בשנת מערכות לביש. באמצעות טקסטיל שכבר נמצאים בחיי היומיום היא גישה מאוד אטרקטיבית וישירה להימנע מגבלה זו. בשל יכולת אלסטית שלה, בחלקים מסוימים של הבגדים שאנחנו לובשים הם באופן טבעי במגע הדוק עם העור. דוגמאות רבות של בגדים חכמים הקיימות בשוק כיום מבוססות על תצוגות דקות, פלסטיק, מקלדות, והתקני מקור אור מוטבעים בטקסטיל, מקשר אלקטרוניקה עם בני אדם באופן אופנתי 1. בפועל ספורט, ניטור בר....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. פולימרים מוליכים דפוסים על טקסטיל

  1. תקן גיליון טקסטיל 10 ס"מ x 10 ס"מ על משטח מישורי לטיפול קל תוך כדי התהליך. עבור הטקסטיל, להשתמש בד פוליאסטר לסרוג משתלב 100% עם עובי של 300 מיקרומטר ו יכולת מתיחה בכיוון לסרוג עד 50%.
  2. כדי לעשות מסכה המכילה את עיצוב הדפוסים, להשתמש סרט polyimide 125 מיקרומטר בעובי; דוגמא של הדפוס מתוארת באיור 1.
    1. השתמש חותך לייזר (למשל, Protolaser S, LPKF) לד....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

שיטות מסורתיות החלת צבעים או דפוסי טקסטיל להסתמך על שכבות מיסוך נשלפו על מנת לאפשר בתצהיר סלקטיבית של צבעים. באיור 1, אנו מצביעים על ההסתגלות של גישה כזו אל הדפוסים של PEDOT: אלקטרודות PSS על טקסטיל. כשכבה מיסוך, השתמשנו polydimethylsiloxane הידרופובי, אשר יכול לרסן את דיפוזיה הלא לשליטה של ​​PEDOT המימי: פתרון PSS. יתר על כן, את הרכות stretchability של טקסטיל סרוג ארוגים יכולים להישמר בזכות תכונות אלסטיות המכאניות של PDMS.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הדפוסים של חומרים מוליכים הוא אחד הצעדים הראשונים הייצור של מכשירים אלקטרוניים תפקודיים. זה יכול להיות מאתגר, כמו תהליך הייצור צריך לקחת בחשבון את התכונות הכימיות ופיסיקליות של חומרים כאלה, ואת זרימת התהליך צריכה לשקול את צולבות התאימות המהותית בין הצעדים בדיה. בשנות ה microfabrication של מכשירים אלקטרוניים אורגניים, שני היבטים אלה הם אפילו יותר משמעותי בשל אופי מאוד תגובתי של חומרים אורגניים. היום, לעומת זאת, חומרים אורגניים הם מאוד אטרקטיביים כדי אלקטרוניקה לביש וגמישה תכונות אל.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מבקשים להודות למענק BPI PIAVE AUTONOTEX עבור התמיכה הכספית.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
SYLGARD 184, ערכת אלסטומר סיליקון (חומר בסיס וריפוי)Dow CorningPDMS elastomer
<חזק>ניסוח הפולימר המוליך
CleviosTM PH 1000 PEDOT:PSSHeraeusפולימר מוליך
אתילן גליקולסיגמא-אולדריץ'03750-250 מ"לממס (EG), CAS: 107-21-1
3- methacryloxypropyltrimethoxysilaneSigma-AldrichM6514Cros linker (GOPs), CAS: 2530-85-0
4-dodecylbenzenesulfonic acidSigma-Aldrich44198DBSA; CAS: 121-65-3
<חזק>הג'ל הנוזלי היוני
מנורת UV DFE 2340C.I.F/ ATHELECDP134UV-365 ננומטר
1-אתיל-3-מתילמידזוליום אתיל סולפטסיגמא-אולדריץ'51682-100G-Fנוזל יוני (IL), CAS: 342573-75-5
פולי (אתילן גליקול) דיאקרילטסיגמא-אולדריץ'455008-100MLMn 700, CAS: 26570-48-9
2-הידרוקסי-2-מתילפרופיופנוןסיגמא-אולדריץ'405655-50 מ"לפוט יוזם (PI), CAS: 7473-98-5
בד הטקסטילVWRSpec-Wipe 7 מגבים100% בד פוליאסטר סרוג אינטרלוק
סרט הפולימידDuPontHN100סרט פולימיד עם 125 ומיקרו; עובי מ
'

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Poupyrev, I., et al. Project Jacquard:Interactive Digital Textiles at Scale. Proceedings of the 2016 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems - CHI '16. , ACM Press. 4216-4227 (2016).
  2. Takamatsu, S., et al. Transparent conductive-polymer strain sensors for touch input sheets of flexible displays. J. Micromech. Microeng. 20, 075017(2010).
  3. Patel, S., et al.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Organic Electronic DevicesTextile FabricationPEDOT PSS PatterningLaser Cutting MaskPDMS CoatingBrush Coating TechniqueCutaneous ElectrodesCapacitive SensorsWearable ElectronicsStretch Sensors

Related Articles